CN111193064A - 一种固态聚合物离子凝胶电解质膜及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固态聚合物离子凝胶电解质膜及其制备方法与应用。本发明所述复合电解质由锂盐、离子液体、聚合物和氮化硼无机颗粒组成组成。其通过将氮化硼颗粒填充于聚偏氟乙烯‑六氟丙烯骨架中，并复合离子液体电解质，使离子液体电解质均匀附着在所述固体骨架中，形成网络交联结构。通过调节聚偏氟乙烯‑六氟丙烯与离子液体电解质的比例、以及氮化硼的添加比例，从而优化电解质，从而得到所述固态聚合物离子凝胶电解质膜。所述电解质膜具有良好的热稳定性，高的离子电导率，以及优异的电化学性能，旨在提高电池的工作温度，开发高温工作的电化学储能器件。该方法简单操作，原料易得、安全无污染，使用常规设备，适合大规模生产。

Description

一种固态聚合物离子凝胶电解质膜及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种锂电池电解质材料，更具体涉及一种固态聚合物离子凝胶电解质膜及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，锂离子电池已经广泛应用于我们生活的各个方面，大到电动汽车，
小到电子手表，未来还将会渗透到社会生产生活的方方面面，以及国家航空航天、军事等领域，这就对锂离子电池的能量密度和功率密度提出了更高的要求。然而由于锂离子电池常用的有机碳酸酯类电解液存在易挥发、易燃烧等缺点，
温度升高时易蒸汽化导致电池内压增大，最终损坏电极和外壳。在高温条件下，由于电解质和隔膜的失效，锂离子电池会出现严重的安全问题，例如电池的起火爆炸。而在高倍率条件下进行充放电可能会导致电池热失控，造成电池温度升高，进而引发电解质泄露和失效。由此可见，电解质对电池的高温性能以及安全性能起着非常重要的作用。因此寻找一种能够取代有机电解液的高安全性能的电解质是当前发展高比能锂离子电池的一个难题。与液态电解质体系相比，固态电解质体系得出现和开发为锂电池产业的研究和发展开辟了新的方向，大大提高了锂电池的安全性能。
聚合物凝胶电解质将液态电解质填充到聚合物或聚合物与无机骨架的网络结构中，是解决锂离子电池安全问题的方法之一。聚合物凝胶电解质合成方法简单，不仅结合了固态和液态的优势，而且可以同时作为电解质和隔膜使用。此外，聚合物凝胶电解质由于具有灵活性和弹性可以缓解电极材料的体积变化和充放电过程中产生的锂枝晶。离子液体通常作为一种高离子电导性和高热稳定性的电解质，能够承受400℃的高温，将合成的离子液体电解质应用到聚合物凝胶电解质中，我们称之为“聚合物离子凝胶电解质”。相比含有机碳酸酯类的聚合物凝胶电解质，聚合物离子凝胶电解质具有更高的安全性能。
近年来的研究发现，通过填充无机填料例如SiO2、Al2O3和TiO2等，可以进一步提高电解质的安全性能和机械模量。然而大部分填充物容易聚合，当填充量超过一定量时，聚合的填充物会使修饰的离子导电通道恶化，从而降低离子电导率。因此开发一种同时具备高安全性能和良好电化学性能的聚合物离子凝胶电解质是当前的研究热点。
发明内容
本发明要求保护氮化硼颗粒在制备聚合物离子凝胶电解质膜或固态聚合物离子凝胶电解质膜或在制备锂电池或锂对称电池中的应用。
本发明还要求保护含有氮化硼颗粒的聚合物离子凝胶电解质膜或固态聚合物离子凝胶电解质膜或锂电池或锂对称电池。
本发明还要求保护一种固态聚合物离子凝胶电解质膜，其由锂盐、离子液体、聚合物和氮化硼颗粒组成；
所述聚合物和所述氮化硼颗粒作为所述固态聚合物离子凝胶电解质膜的固体骨架；
所述锂盐和离子液体混合形成的离子液体电解质均匀附着在所述固体骨架中，形成互相交联的网络结构。
具体的，所述氮化硼颗粒的粒径为微米级和纳米级中至少一种；
所述微米级无机颗粒的粒径具体为1-2μm；
纳米级无机颗粒的粒径具体为<150nm。
所述锂盐选自双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、全氟乙烷磺酰亚胺锂和全氟甲烷磺酰甲基锂中至少一种。
所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丙基吡咯双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丁基吡咯双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丙基吡咯双氟甲磺酰亚胺盐和N-甲基,丁基吡咯双氟甲磺酰亚胺盐中至少一种；
所述聚合物选自聚环氧乙烯、聚环氧丙烷、聚环氧丁烷、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酰胺、聚丁二酸乙二醇酯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚丙烯亚胺中至少一种；
所述聚合物的重均分子量为100000-500000；具体为400000；数均分子量为50000-200000；具体为130000。
所述锂盐在所述离子液体电解质中的浓度为0.2mol·L-1～2mol·L-1；具体为1mol·L-1；
所述离子液体电解质和所述聚合物的质量比为1：0.5-5；具体为1:1；
所述氮化硼颗粒与所述聚合物的质量比为1：0.2-2；具体为1:1。
本发明提供的制备所述固态聚合物离子凝胶电解质膜，包括：
1)将所述聚合物溶于有机溶剂中，得到溶液A；
2)在近无水无氧条件下，将所述锂盐溶于所述离子液体中，得到所述离子液体电解质；
3)将步骤2)所得离子液体电解质加入到所述步骤1)所得溶液A中，再加入所述无机颗粒，搅拌至匀，固化成型，干燥，得到所述固态聚合物离子凝胶电解质膜。
上述方法的步骤1)中，所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中至少一种；
所述溶液A中，所述聚合物与所述有机溶剂的质量比为1：5-30g；具体为0.5:10；
所述步骤2)中，所述近无水无氧条件的要求为充满保护气体且水分含量小于0.1ppm；
所述保护气体具体为惰性气体或氮气；
所述干燥步骤中，时间为20-30h；具体为24h。
另外，上述本发明提供的固态聚合物离子凝胶电解质膜在制备锂电池或锂对称电池中的应用及以所述固态聚合物离子凝胶电解质膜作为电解质的锂电池或锂对称电池，也属于本发明的保护范围。具体的，所述锂电池的电极活性材料为LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/ 3O2、LiCoO2或Li4Ti5O12。
有益效果：
1.本发明提供了一种固态聚合物离子凝胶电解质膜，所述电解质膜的组成材料的耐高温性能良好，热分解温度约为320℃，可以使锂电池具备良好的高温性能且能在较宽温度范围内正常工作，避免由于尺寸收缩造成的电池短路；
2.本发明提供了一种固态聚合物离子凝胶电解质膜及其应用，所述电解质膜的机械强度较高，易于加工成型；且其电化学性能优异，氧化电位达到4.75V(vs Li/Li+)，因而适用于高电压、高容量的锂电池中；
3.本发明提供了一种固态聚合物离子凝胶电解质膜的制备方法，所述方法简单，易于操作，原材料易得，且安全无污染，所使用的都是常规设备，适合大规模批量生产。
附图说明
图1为实施例1、2、3、4中制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜的X射线衍射测试图。
图2为实施例1、2、3、4中制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜的不同温度下的离子电导率曲线图，图中P-BN-ILE0.5、P-BN-ILE0.4、P-BN-ILE0.3、P-BN-ILE0.2分别对应加入BN的质量，分别为0.5g、0.4g、0.3g、0.2g。
图3为实施例1、2、3中制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜在不同温度下的热稳定测试图，图中1、2、3、4分别对应商业Celgard隔膜、P-BN-ILE0.3、P-BN-ILE0.4、P-BN-ILE0.5。测试条件为将4种不同的膜分别在室温、60℃、80℃、100℃、120℃及150℃的高温箱中搁置1h，然后取出对其进行观测纪录。
图4为用实施例2中制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜组装的Li|Li对称电池在0.3mAh·cm-2电流密度下锂沉积/剥离的电压曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。下述实施例所用微米级氮化硼颗粒的粒径为1-2μm。下述实施例中所用聚偏氟乙烯-六氟丙烯的重均分子量为400000，数均分子量为130000，为美国Aldrich公司生产产品，由北京伊诺凯有限公司出售，编号为427160-100G。
以下实施例中：
所用到的分析测试方法包括：
扫描电子显微镜(SEM)测试：型号Quanta 600，荷兰FEI公司；
热重分析(TGA)测试：型号TG209F1，德国Netzsch公司；
热稳定测试：高温烘箱，型号Memmert，德国Memmert公司；
LAND电池测试系统：型号CT2001A，中国武汉金诺电子有限公司。
实施例1
(1)称取0.5g聚偏氟乙烯-六氟丙烯(Mw＝400000，Mn＝130000)溶于10g N,N-二甲基甲酰胺中，在20mL的同位素瓶中持续搅拌过夜，备用，记为混合溶液A。
(2)在充满纯度≥99％的氩气且水分含量小于0.1ppm的手套箱内，称取2.87g双三氟甲基磺酰亚胺锂溶解到13.87g N-甲基-N-丙基吡咯烷双三氟甲基磺酰亚胺离子液体中，配制成1mol·L-1的LiTFSI-Pyr1,3TFSI离子液体电解质ILE，记为溶液B。
(3)量取0.5g上述混合溶液B加入到混合溶液A中，随后加入0.5g的粒径为1-2μm的氮化硼，不断搅拌至溶液混合均匀。
(4)将混合均匀的溶液转移到模具中静置24小时，待混合物固化成型后挪入真空干燥箱内，60℃下加热干燥24小时，即得到本发明所述的柔性固态聚合物离子凝胶电解质膜，记为P-BN-ILE0.5。
对本实施例制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜进行测试，结果如下：
(1)扫描电子显微镜(SEM)测试：通过SEM测试可知，所述固态聚合物离子凝胶电解质膜中，氮化硼填充到了偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的骨架结构中，形成网络交联结构，使整个骨架变得饱满，并存在一定的孔道，提高了电解质膜的硬度和机械性能。
(2)X射衍射(XRD)测试：偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物为结晶态，特征峰位于20.7°左右，氮化硼与偏氟乙烯-六氟丙烯结合后，而这结晶度降低，向无定形态转变。
(3)热重(TG)测试：通过TG测试可以看出所述固态聚合物离子凝胶电解质膜的热稳定性良好，225℃时质量损失约为5％，在320℃左右开始发生大量分解。
(4)热稳定性测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜在120℃的高温中储存1h后，尺寸形貌没有发生变化，而商用的Celgard 2000隔膜在60℃开始卷曲，100℃隔膜卷曲成一条，120℃基本收缩称一条线。所述固态聚合物离子凝胶电解质膜具有良好的高温性能，弥补了商用隔膜易于卷曲的特点，在高温条件时可避免由于尺寸收缩造成的电池短路，提高了电池的安全性能。
(5)离子电导率测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜室温离子电导率为0.2×10-3S·cm-1，60℃的离子电导率为0.9×10-3S·cm-1，80℃的离子电导率为1.3×10-3S·cm-1。
(6)电化学稳定性测试：将固态聚合物离子凝胶电解质膜组装带Li|Li的对称电池中在室温下进行锂的嵌入/剥离测试，测试密度为0.3mAh·cm-2。Li|P-BN-ILE0.5|Li对称电池在长达1000小时的测试内没有发生电池短路或断路，过电压保持在300mV以下。
实施例2
(1)称取0.5g聚偏氟乙烯-六氟丙烯(Mw＝400000，Mn＝130000)溶于10g N,N-二甲基甲酰胺中，在20mL的同位素瓶中持续搅拌过夜，备用，记为混合溶液A。
(2)在充满纯度≥99％的氩气且水分含量小于0.1ppm的手套箱内，称取2.87g双三氟甲基磺酰亚胺锂溶解到13.87g N-甲基-N-丙基吡咯烷双三氟甲基磺酰亚胺离子液体中，配制成1mol·L-1的LiTFSI-Pyr1,3TFSI离子液体电解质ILE，记为溶液B。
(3)量取0.5g上述混合溶液B加入到混合溶液A中，随后加入0.4g的粒径为1-2μm的氮化硼，不断搅拌至溶液混合均匀。
(4)将混合均匀的溶液转移到模具中静置24小时，待混合物固化成型后挪入真空干燥箱内，60℃下加热干燥24小时，即得到本发明所述的柔性固态聚合物离子凝胶电解质膜，记为P-BN-ILE0.4。
对本实施例制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜进行测试，结果如下：
(1)扫描电子显微镜(SEM)测试：通过SEM测试可知，所述固态聚合物离子凝胶电解质膜中，氮化硼填充到了偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的骨架结构中，形成网络交联结构，使整个骨架变得饱满，并存在一定的孔道，提高了电解质膜的硬度和机械性能。
(2)X射衍射(XRD)测试：偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物为结晶态，特征峰位于20.7°左右，BN与偏氟乙烯-六氟丙烯结合后，而这结晶度降低，向无定形态转变。
(3)热重(TG)测试：通过TG测试可以看出所述固态聚合物离子凝胶电解质膜的热稳定性良好，225℃时质量损失约为5％，在320℃左右开始发生大量分解。
(4)热稳定性测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜在120℃的高温中储存1h后，尺寸形貌没有发生变化，而商用的Celgard 2000隔膜在60℃开始卷曲，100℃隔膜卷曲成一条，120℃基本收缩称一条线。所述固态聚合物离子凝胶电解质膜具有良好的高温性能，弥补了商用隔膜易于卷曲的特点，在高温条件时可避免由于尺寸收缩造成的电池短路，提高了电池的安全性能。
(5)离子电导率测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜室温离子电导率为0.5×10-3S·cm-1，60℃的离子电导率为1.3×10-3S·cm-1，80℃的离子电导率为2.0×10-3S·cm-1。
(6)电化学稳定性测试：将固态聚合物离子凝胶电解质膜组装带Li|Li的对称电池中在室温下进行锂的嵌入/剥离测试，测试密度为0.3mAh·cm-2，所得电压曲线图如图4所示，由图可知，Li|P-BN-ILE0.4|Li对称电池在长达1000小时的测试内没有发生电池短路或断路，过电压保持在200mV以下。
实施例3
(1)称取0.5g聚偏氟乙烯-六氟丙烯(Mw＝400000，Mn＝130000)溶于10g N,N-二甲基甲酰胺中，在20mL的同位素瓶中持续搅拌过夜，备用，记为混合溶液A。
(2)在充满纯度≥99％的氩气且水分含量小于0.1ppm的手套箱内，称取2.87g双三氟甲基磺酰亚胺锂溶解到13.87g N-甲基-N-丙基吡咯烷双三氟甲基磺酰亚胺离子液体中，配制成1mol·L-1的LiTFSI-Pyr1,3TFSI离子液体电解质ILE，记为溶液B。
(3)量取0.5g上述混合溶液B加入到混合溶液A中，随后加入0.3g的粒径为1-2μm的氮化硼，不断搅拌至溶液混合均匀。
(4)将混合均匀的溶液转移到模具中静置24小时，待混合物固化成型后挪入真空干燥箱内，60℃下加热干燥24小时，即得到本发明所述的柔性固态聚合物离子凝胶电解质膜，记为P-BN-ILE0.3。
对本实施例制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜进行测试，结果如下：
(1)扫描电子显微镜(SEM)测试：通过SEM测试可知，所述固态聚合物离子凝胶电解质膜中，BN填充到了偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的骨架结构中，形成网络交联结构，使整个骨架变得饱满，并存在一定的孔道，提高了电解质膜的硬度和机械性能。
(2)X射衍射(XRD)测试：偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物为结晶态，特征峰位于20.7°左右，BN与偏氟乙烯-六氟丙烯结合后，而这结晶度降低，向无定形态转变。
(3)热重(TG)测试：通过TG测试可以看出所述固态聚合物离子凝胶电解质膜的热稳定性良好，225℃时质量损失约为5％，在320℃左右开始发生大量分解。
(4)热稳定性测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜在120℃的高温中储存1h后，尺寸形貌没有发生变化，而商用的Celgard 2000隔膜在60℃开始卷曲，100℃隔膜卷曲成一条，120℃基本收缩称一条线。所述固态聚合物离子凝胶电解质膜具有良好的高温性能，弥补了商用隔膜易于卷曲的特点，在高温条件时可避免由于尺寸收缩造成的电池短路，提高了电池的安全性能。
(5)离子电导率测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜室温离子电导率为0.4×10-3S·cm-1，60℃的离子电导率为1.1×10-3S·cm-1，80℃的离子电导率为1.7×10-3S·cm-1。
(6)电化学稳定性测试：将固态聚合物离子凝胶电解质膜组装带Li|Li的对称电池中在室温下进行锂的嵌入/剥离测试，测试密度为0.3mAh·cm-2。Li|P-BN-ILE0.3|Li对称电池在长达1000小时的测试内没有发生电池短路或断路，过电压保持在800mV以下。
实施例4
(1)称取0.5g聚偏氟乙烯-六氟丙烯(Mw＝400000，Mn＝130000)溶于10g N,N-二甲基甲酰胺中，在20mL的同位素瓶中持续搅拌过夜，备用，记为混合溶液A。
(2)在充满纯度≥99％的氩气且水分含量小于0.1ppm的手套箱内，称取2.87g双三氟甲基磺酰亚胺锂溶解到13.87g N-甲基-N-丙基吡咯烷双三氟甲基磺酰亚胺离子液体中，配制成1mol·L-1的LiTFSI-Pyr1,3TFSI离子液体电解质ILE，记为溶液B。
(3)量取0.5g上述混合溶液B加入到混合溶液A中，随后加入0.2g的粒径为1-2μm的氮化硼，不断搅拌至溶液混合均匀。
(4)将混合均匀的溶液转移到模具中静置24小时，待混合物固化成型后挪入真空干燥箱内，60℃下加热干燥24小时，即得到本发明所述的柔性固态聚合物离子凝胶电解质膜，记为P-BN-ILE0.2。
对本实施例制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜进行测试，结果如下：
(1)扫描电子显微镜(SEM)测试：通过SEM测试可知，所述固态聚合物离子凝胶电解质膜中，BN填充到了偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的骨架结构中，形成网络交联结构，使整个骨架变得饱满，并存在一定的孔道，提高了电解质膜的硬度和机械性能。
(2)X射衍射(XRD)测试：偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物为结晶态，特征峰位于20.7°左右，BN与偏氟乙烯-六氟丙烯结合后，而这结晶度降低，向无定形态转变。
(3)热重(TG)测试：通过TG测试可以看出所述固态聚合物离子凝胶电解质膜的热稳定性良好，225℃时质量损失约为5％，在320℃左右开始发生大量分解。
(4)热稳定性测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜在120℃的高温中储存1h后，尺寸形貌没有发生变化，而商用的Celgard 2000隔膜在60℃开始卷曲，100℃隔膜卷曲成一条，120℃基本收缩称一条线。所述固态聚合物离子凝胶电解质膜具有良好的高温性能，弥补了商用隔膜易于卷曲的特点，在高温条件时可避免由于尺寸收缩造成的电池短路，提高了电池的安全性能。
(5)离子电导率测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜室温离子电导率为0.2×10-3S·cm-1，60℃的离子电导率为0.5×10-3S·cm-1，80℃的离子电导率为0.7×10-3S·cm-1。
(6)电化学稳定性测试：将固态聚合物离子凝胶电解质膜组装带Li|Li的对称电池中在室温下进行锂的嵌入/剥离测试，测试密度为0.3mAh·cm-2。Li|P-BN-ILE0.2|Li对称电池在长达800小时的测试内没有发生电池短路或断路，过电压保持在800V以下。
实施例5
(1)称取0.5g聚偏氟乙烯-六氟丙烯(Mw＝400000，Mn＝130000)溶于10g N,N-二甲基甲酰胺中，在20mL的同位素瓶中持续搅拌过夜，备用，记为混合溶液A。
(2)在充满纯度≥99％的氩气且水分含量小于0.1ppm的手套箱内，称取2.87g双三氟甲基磺酰亚胺锂溶解到13.87g N-甲基-N-丙基吡咯烷双三氟甲基磺酰亚胺离子液体中，配制成1mol·L-1的LiTFSI-Pyr1,3TFSI离子液体电解质ILE，记为溶液B。
(3)量取0.5g上述混合溶液B加入到混合溶液A中，随后加入0.1g的粒径为1-2μm的氮化硼，不断搅拌至溶液混合均匀。
(4)将混合均匀的溶液转移到模具中静置24小时，待混合物固化成型后挪入真空干燥箱内，60℃下加热干燥24小时，即得到本发明所述的柔性固态聚合物离子凝胶电解质膜，记为P-BN-ILE0.1。
对本实施例制备的固态聚合物离子凝胶电解质膜进行测试，结果如下：
(1)扫描电子显微镜(SEM)测试：通过SEM测试可知，所述固态聚合物离子凝胶电解质膜中，BN填充到了偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的骨架结构中，使整个骨架变得饱满，但由于BN含量较少，并未明显看到BN颗粒。
(2)X射衍射(XRD)测试：偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物为结晶态，特征峰位于20.7°左右，BN与偏氟乙烯-六氟丙烯结合后，而这结晶度降低，向无定形态转变。
(3)热重(TG)测试：通过TG测试可以看出所述固态聚合物离子凝胶电解质膜的热稳定性良好，225℃时质量损失约为5％，在320℃左右开始发生大量分解。
(4)热稳定性测试：所述固态聚合物离子凝胶电解质膜在120℃的高温中储存1h后，尺寸形貌没有发生变化，而商用的Celgard 2000隔膜在60℃开始卷曲，100℃隔膜卷曲成一条，120℃基本收缩称一条线。所述固态聚合物离子凝胶电解质膜具有良好的高温性能，弥补了商用隔膜易于卷曲的特点，在高温条件时可避免由于尺寸收缩造成的电池短路，提高了电池的安全性能。
(5)电化学稳定性测试：将固态聚合物离子凝胶电解质膜组装带Li|Li的对称电池中在室温下进行锂的嵌入/剥离测试，测试密度为0.3mAh·cm-2。Li|P-BN-ILE0.1|Li对称电池在长达800小时的测试内没有发生电池短路或断路，过电压保持在800mV以下。

Claims (10)

1.氮化硼颗粒在制备聚合物离子凝胶电解质膜或固态聚合物离子凝胶电解质膜或在制备锂电池或锂对称电池中的应用。
2.含有氮化硼颗粒的聚合物离子凝胶电解质膜或固态聚合物离子凝胶电解质膜或锂电池或锂对称电池。
3.一种固态聚合物离子凝胶电解质膜，由锂盐、离子液体、聚合物和氮化硼颗粒组成；
所述聚合物和所述氮化硼颗粒作为所述固态聚合物离子凝胶电解质膜的固体骨架；
所述锂盐和离子液体混合形成的离子液体电解质均匀附着在所述固体骨架中，形成互相交联的网络结构。
4.根据权利要求1所述的应用或权利要求2或3所述的电解质膜或电池，其特征在于：所述氮化硼颗粒的粒径为微米级和纳米级中至少一种；
所述微米级无机颗粒的粒径具体为1-2μm；
纳米级无机颗粒的粒径具体为<150nm。
5.根据权利要求3或4所述的固态聚合物离子凝胶电解质膜，其特征在于：所述锂盐选自双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、全氟乙烷磺酰亚胺锂和全氟甲烷磺酰甲基锂中至少一种。
6.根据权利要求3-5任一所述的固态聚合物离子凝胶电解质膜，其特征在于：所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丙基吡咯双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丁基吡咯双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丙基吡咯双氟甲磺酰亚胺盐和N-甲基,丁基吡咯双氟甲磺酰亚胺盐中至少一种；
所述聚合物选自聚环氧乙烯、聚环氧丙烷、聚环氧丁烷、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酰胺、聚丁二酸乙二醇酯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚丙烯亚胺中至少一种；
所述聚合物的重均分子量为100000-500000；具体为400000；数均分子量为50000-200000；具体为130000。
7.根据权利要求3-6任一所述的固态聚合物离子凝胶电解质膜，其特征在于：所述锂盐在所述离子液体电解质中的浓度为0.2mol·L-1～2mol·L-1；具体为1mol·L-1；
所述离子液体电解质和所述聚合物的质量比为1：0.5-5；具体为1:1；
所述氮化硼颗粒与所述聚合物的质量比为1：0.2-2；具体为1:1。
8.一种制备权利要求3-7任一所述固态聚合物离子凝胶电解质膜，包括：
1)将所述聚合物溶于有机溶剂中，得到溶液A；
2)在近无水无氧条件下，将所述锂盐溶于所述离子液体中，得到所述离子液体电解质；
3)将步骤2)所得离子液体电解质加入到所述步骤1)所得溶液A中，再加入所述无机颗粒，搅拌至匀，固化成型，干燥，得到所述固态聚合物离子凝胶电解质膜。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中至少一种；
所述溶液A中，所述聚合物与所述有机溶剂的质量比为1：5-30g；具体为0.5:10；
所述步骤2)中，所述近无水无氧条件的要求为充满保护气体且水分含量小于0.1ppm；
所述保护气体具体为惰性气体或氮气；
所述干燥步骤中，时间为20-30h；具体为24h。
10.权利要求3-7任一所述固态聚合物离子凝胶电解质膜在制备锂电池或锂对称电池中的应用；
以权利要求3-7任一所述固态聚合物离子凝胶电解质膜作为电解质的锂电池或锂对称电池。
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