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专利号: 2019101525495
申请人: 湖南农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种有机/无机复合电解质膜的制备方法,其包括如下步骤:(1)将无机陶瓷粉末与聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)混合并分散在分散液中,制备得到混合浆料,将混合浆料涂覆在基板上,成膜,制备得到多孔基膜;

(2)将聚氧化乙烯溶解在有机溶剂中,得到混合体系A;取丙烯酸酯类聚合物单体和热引发剂或光引发剂混合,得到混合体系B;将混合体系A加入到混合体系B中均匀搅拌,加入钠盐,得到预聚合电解质体系;

(3)将步骤(1)的多孔基膜浸泡在步骤(2)的预聚合电解质体系中,静置后固化,制备得到所述有机/无机复合电解质膜。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(1)中,所述的无机陶瓷粉末为氧化物(如Beta Al2O3,Na3Zr2Si2PO12(NZSP))、硫化物(如Na3PS4),优选为NZSP。

优选地,步骤(1)中,所述无机陶瓷粉末与聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)的质量比为1:

1~10:1,如1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。

优选地,步骤(1)中,所述分散液为丙酮、乙腈、甲基甲酰胺和甲基乙酰胺中的至少一种;示例性地,所述分散液为丙酮和甲基乙酰胺的混合溶液,所述丙酮和甲基乙酰胺的体积比为1:5~5:1。

优选地,步骤(1)中,所述混合浆料中,无机陶瓷粉末的质量百分含量为1wt%~

70wt%。

优选地,步骤(1)中,所述成膜可以是将涂覆有混合浆料的基板浸泡在水中,成膜,制备得到多孔基膜。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,步骤(1)中,所述多孔基膜的厚度为5μm-100μm。

优选地,步骤(1)中,所述多孔基膜的孔径500nm-10μm。所述多孔基膜具有多孔柔性陶瓷骨架结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其中,步骤(2)中,所述有机溶剂例如为二甲基亚砜、乙腈和二甲基甲酰胺中的至少一种。所述混合体系A中聚氧化乙烯的浓度为1-

50wt%。

优选地,步骤(2)中,所述丙烯酸酯类聚合物单体例如为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基丙烯酸酯和聚乙二醇丙烯酸酯。所述热引发剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈。所述光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。所述预聚合电解质可以提高复合电解质膜的柔韧性。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其中,步骤(2)中,所述混合体系B中,热引发剂或光引发剂的浓度为0.5-1.5wt%,例如为1wt%。

优选地,步骤(2)中,所述混合体系A和混合体系B的质量比为1:100-100:1。所述混合体系A与钠盐的质量比为1:10~10:1。

优选地,步骤(2)中,所述钠盐为六氟磷酸钠,高氯酸钠,双三氟甲基黄酰亚胺钠,三氟甲磺酸钠和双(氟代磺酰基)酰亚胺钠。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其中,步骤(3)中,所述浸泡的时间为0.5h~

24h,所述浸泡的温度为10℃~60℃。

优选地,步骤(3)中,所述固化的温度为5℃~80℃,所述固化的时间为1min~30min。所述固化是在烘箱中或者光固化机中完成固化。

7.一种有机/无机复合电解质膜,其中,所述有机/无机复合电解质膜包括多孔基膜和聚合物电解质,所述聚合物电解质填充在所述多孔基膜中,所述多孔基膜为无机陶瓷粉末和聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)形成的具有多孔陶瓷骨架结构的复合材料,所述聚合物电解质为聚氧化乙烯/枝化丙烯酸酯。

8.根据权利要求7所述的复合电解质膜,其中,所述复合电解质膜是通过权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的。

9.根据权利要求7或8所述的复合电解质膜,其中,所述复合电解质膜的离子电导率为

2.0*10-4-4.0*10-4S/cm,离子迁移系数为0.5-0.65,所述复合电解质膜的厚度为5μm-100μm。

10.权利要求7-9任一项所述的有机/无机复合电解质膜的应用,其用于固态电池。

优选地,所述固态电池为固态钠离子电池。