复合固态聚合物电解质膜及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111540948A(43)申请公布日2020.08.14(21)申请号202010386058.X(22)申请日2020.05.09(71)申请人中国乐凯集团有限公司地址071054河北省保定市乐凯南大街6号(72)发明人刘邵帅赵义丽陈彤红焦康安曼(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人肖阳(51)Int.Cl.H01M10/0565(2010.01)H01M10/058(2010.01)H01M10/0525(2010.01)G02F1/1516(2019.01)权利要求书1页说明书9页(54)发明名称复合固态聚合物电解质膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了复合固态聚合物电解质膜及其制备方法和应用。该复合固态聚合物电解质膜包括：聚合物组分、锂盐、0～25质量份的增塑剂和0～15质量份的无机颗粒，其中，所述聚合物组分包括10～30质量份的热塑性聚合物和20～50质量份的交联网状聚合物，所述锂盐与所述聚合物组分中锂离子络合解离基团的摩尔比为1:(1～16)。该复合固态聚合物电解质膜具有较高的离子电导率和较好的机械强度，且制备过程简单，可以应用于大规模生产。在本发明的一些实施例中，复合固态聚合物电解质膜的厚度为10～500μm，拉伸强度在0.2MPa以上，锂离子电导率在1×10-5S/cm以上，电化学窗口在3.8V以上，可用于固态锂电池、电致变色器件等领域，保证高温下长时间使用不短路。CN111540948ACN111540948A权利要求书1/1页1.一种复合固态聚合物电解质膜，其特征在于，包括：聚合物组分、锂盐、0～25质量份的增塑剂和0～15质量份的无机颗粒，其中，所述聚合物组分包括10～30质量份的热塑性聚合物和20～50质量份的交联网状聚合物，所述锂盐与所述聚合物组分中锂离子络合解离基团的摩尔比为1:(1～16)。2.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述热塑性聚合物相对于所述交联网状聚合物的含量为50％～400％。3.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述热塑性聚合物选自聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的至少之一。4.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述交联网状聚合物由交联单体通过光固化、热固化中的至少之一方式交联而成；任选地，所述交联单体含有乙氧基、丙氧基、丁氧基中的至少之一；任选地，所述交联单体含有至少两个烯属不饱和键或至少两个炔属不饱和键；任选地，所述交联单体包括至少一种含有至少两个环氧基团的第一交联单体，和至少一种含有至少两个氨基的第二交联单体。5.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述锂盐选自LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiSCN、LiC(CF3SO2)3、(CF3SO2)2NLi、(FSO2)2NLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂、亚氨基锂中的至少之一。6.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述增塑剂选自咪唑类离子液体、季铵类离子液体、哌啶类离子液体、吡咯类离子液体、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、四甘醇二甲醚中的至少之一。7.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述无机颗粒选自氧化铝、二氧化硅、分子筛中的至少之一；任选地，所述无机颗粒的平均粒径为5～100nm。8.根据权利要求1～7任一项所述的复合固态聚合物电解质膜，其特征在于，厚度为10～500μm。9.一种制备权利要求1～8任一项所述的复合固态聚合物电解质膜的方法，其特征在于，包括：(1)将热塑性聚合物与溶剂混合，得到聚合物溶液；向所述聚合物溶液中加入无机颗粒，得到分散液；(2)将锂盐、交联单体、增塑剂加入所述分散液，得到浆料；(3)将所述浆料涂覆在离型膜上，去除溶剂后，进行光固化交联或热固化交联，得到所述复合固态聚合物电解质膜；任选地，所述溶剂选自乙腈、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丙酮中的至少之一；任选地，所述聚合物溶液的浓度为5％～30％。10.权利要求1～8任一项所述的复合固态聚合物电解质膜在固态锂电池和/或电致变色器件中的应用。2CN111540948A说明书1/9页复合固态聚合物电解质膜及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及电化学器件领域，具体而言，本发明涉及复合固态聚合物电解质膜及其制备方法和应用。背景技术[0002]锂离子电池普遍应用于消费类电子和动