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专利号: 2020101522521
申请人: 湖南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种改性纳米二氧化硅粒子掺杂复合固态聚合物电解质,组成为:改性纳米二氧化硅颗粒、锂盐和具有导锂离子能力的聚合物;其特征在于:所述复合固态聚合物电解质是以氰基修饰的纳米二氧化硅颗粒为填料,氰基修饰后的纳米颗粒有利于提高其在具有导锂离子能力的聚合物中的分散性和相容性以及其与锂盐的相互作用;氰基修饰的纳米二氧化硅颗粒在电解质中的质量分数为1‑50%,锂盐在电解质中的质量分数为15‑50%,具有导锂离子能力的聚合物在电解质中的质量分数为30‑80%,其中,所述的氰基修饰的纳米二氧化硅颗粒是由纳米二氧化硅与如式(1)所示的氰基修饰的硅烷偶联剂反应制备,其中R1,R2,R3选自烷氧基取代基团;n=0‑10。

2.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质,其特征在于:所述氰基修饰的纳米二氧化硅颗粒按照包括如下步骤的方法制备:步骤1:将纳米二氧化硅颗粒分散到溶剂中,其中纳米二氧化硅占该溶剂的质量分数为

0.1%‑10%,超声分散均匀;

步骤2:搅拌的条件下,加入所述的氰基修饰的硅烷偶联剂,其中纳米二氧化硅颗粒与氰基修饰的硅烷偶联剂的质量比为10:1‑1:10;

步骤3:在30℃‑120℃温度条件下反应0.5‑12小时,经离心分离和无水乙醇洗涤后干燥,即得到氰基修饰的二氧化硅纳米颗粒。

3.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质,其特征在于:所述锂盐为高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、氯化锂(LiCl)其中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质,其特征在于:所述具有导锂离子能力的聚合物为聚醚类聚合物、聚胺类聚合物、聚丙烯酸酯类聚合物、聚丙烯腈类聚合物的一种。

5.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质的制备方法,其特征在于该制备方法包括如下步骤:步骤1:将具有导锂离子能力的聚合物溶于溶剂中配制成质量百分比浓度为2%‑20%的聚合物溶液,并加入锂盐;

步骤2:将氰基修饰的二氧化硅纳米颗粒分散到步骤1所得的聚合物溶液中,在20‑90℃的条件下分散0.5‑24小时,分散均匀后流延成膜,待溶剂挥发后得到聚合物膜,即为锂离子电池复合固态电解质膜。

6.根据权利要求5所述的复合固态聚合物电解质的制备方法,其特征在于,在所述步骤

1和步骤2中的溶剂包括乙腈、丙酮、N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)、N‑甲基吡咯烷酮(NMP)或水。