CN111313089B - 一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法 - Google Patents

一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法，包括有以下步骤：1)将锂盐溶于离子液体中，通过磁力搅拌获得含有锂盐的离子液体；2)将含有锂盐的离子液体加入活化的MOFs材料中并研磨均匀，高温干燥后得到MOFs基离子导体；3)将聚氧化乙烯、锂盐和步骤2)中的MOFs基离子导体进行混合球磨，模压成型获得较致密的复合固态电解质薄膜；4)将交联液均匀涂敷在所得的复合固态电解质薄膜表面；5)待其充分吸收后，采用紫外光照射步骤4)中的复合固态电解质薄膜，制备得到离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。本发明的有益效果是：该材料具有优异的综合性能，可作为固态电解质材料应用于固态电池。

Description

一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质 的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子固态电解质技术领域，具体涉及一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法，所得的复合固态电解质具有优异的综合性能，在固态电池领域具有广阔的应用前景。
背景技术
随着能源危机和环境污染等问题日益加剧，社会的进步和人类的发展越来越依赖于清洁、可再生能源。作为洁净能源代表之一的锂离子电池因为其具有输出功率大、电压高、自放电低、无记忆效应、环保等优点，已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、大型储能等领域。然而，含有液态有机电解质的商用锂电池在充放电过程中容易产生副反应，导致电池容量的不可逆衰减。此外，液态有机电解质在电池使用过程中存在挥发、泄漏和易燃的风险，不利于电池的安全性和长寿命。另外，在锂金属作为负极材料的锂离子电池循环过程中，金属锂表面电流密度和锂离子分布不均匀等因素会造成金属锂表面的孔洞或枝晶，枝晶会刺穿隔膜，存在电池短路、热失控、着火和爆炸等安全隐患。因此，用固态电解质代替液态电解质是获得高能量密度、高安全性和优异循环寿命的全固态锂离子电池的根本途径。
聚合物基固态电解质是比较有发展潜力的一类电解质，它具有质轻、黏弹性好、易成膜等诸多优点；但聚合物基固态电解质普遍具有离子电导率低和离子迁移数低的缺点成了限制其进一步发展的瓶颈。目前，应用较多的改性手段就是共混、共聚、交联以及添加无机颗粒。新型离子导体可以为锂离子在固态电解质内部提供高效-快捷的传输路径。因此，发展新型离子导体可以构筑新型的锂离子输运媒介进而提高固态电解质的离子电导率。
此外，由于聚合物基固态电解质内部含有锂盐解溶的正负离子，在发生的电化学过程中有正负离子的迁移，负离子的迁移容易产生较大的内部极化从而不利于电池的循环，所以聚合物基固态电解质离子迁移数仍需要进一步优化和提高。通过设计分子间化学或物理作用，对电解质中的负离子进行束缚和限制，可以有效的改善固态电解质的锂离子迁移数。因此，发展新型的方法和工艺去设计和制备固态电解质成为锂离子固态电解质领域的研究重点。
发明内容
本发明针对上述的现有技术问题，提供了一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质及其制备方法，本发明提出的复合固态电解质制备工艺简单可控，制备出的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质具有优异的综合性能，在固态电池领域具有广阔的应用前景。
本发明针对上述技术问题采用的解决方案为：基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法，包括有以下步骤：
1)将锂盐溶于离子液体中，通过磁力搅拌获得含有锂盐的离子液体；
2)将步骤1)中的含有锂盐的离子液体加入活化的MOFs材料中并研磨均匀，高温干燥后得到MOFs基离子导体；
3)将聚氧化乙烯、锂盐和步骤2)中的MOFs基离子导体进行混合球磨，模压成型获得较致密的复合固态电解质薄膜；
4)将交联液均匀涂敷在步骤3)所得的复合固态电解质薄膜表面；
5)待其充分吸收后，采用紫外光照射步骤4)中的复合固态电解质薄膜，制备得到离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
按上述方案，所述的活化的MOFs材料的制备包括有以下步骤：
a)将含有金属离子的盐和有机配体溶液分别溶解于甲醇中，再将两种溶液混合搅拌；
b)将步骤a)中获得的混合液用甲醇离心、洗涤并干燥制备MOFs材料；
c)将步骤b)中的MOFs材料于高温加热获得活化的MOFs材料。
按上述方案，步骤a)所述的含有金属离子的盐包括锌盐、钴盐、铜盐、锆盐或锡盐，所述的有机配体溶液为2-甲基咪唑，所述的含有金属离子的盐、有机配体和甲醇的质量比为30：66：113。
按上述方案，所述的交联液采用双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、4-甲基苯甲酮和四乙二醇二甲醚混合搅拌配置得到。
按上述方案，所述的双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、4-甲基苯甲酮和四乙二醇二甲醚的用量分别为1M、0.5M和2.2mmol。
按上述方案，步骤c)所述的高温加热为120℃，加热时间12h。
按上述方案，步骤1)所述的锂盐与离子液体的质量比为3：10～20，磁力搅拌时间6h，步骤2)所述的含有锂盐的离子液体和活化的MOFs材料的质量比为1：1.5～3，高温干燥的温度为120℃，干燥时间为12h。
按上述方案，步骤3)所述的聚氧化乙烯和锂盐的质量比为3.3～6.6：1，MOFs基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与锂盐总质量的20～60％。
按上述方案，步骤1)和步骤3)所述的锂盐为高氯酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐，所述的离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(EMIM-TFSI)、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-2-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
本发明的基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质材料是结合球磨、热压和紫外交联技术可控制备得到，该复合固态电解质离子电导率4.2×10-4S/cm、电压窗口＞5.2V、锂离子迁移数为0.67±0.08、锂兼容性循环＞1040h。
本发明的有益效果是：
1、本发明结合球磨、热压和紫外交联技术可控制备了一种新型的复合固态电解质材料，该材料具有优异的综合性能，可作为固态电解质材料应用于固态电池；
2、本发明中采用的MOFs基离子导体，相比其他的无机填料，不仅具有更高的离子电导率，还易于工业化制备，在复合固态电解质内部为锂离子输运提供快捷-高效的传输路径，从而提高了复合固态电解质的离子电导率；
3、本发明中采用的无机/有机复合结构，为锂离子输运构筑了有效的传输界面，将锂离子的输运形式由“聚氧化乙烯链段-聚氧化乙烯链段-聚氧化乙烯链段”改变为“聚氧化乙烯链段-MOFs基离子导体-聚氧化乙烯链段”；其中MOFs作为框架对离子液体的阴阳离子产生束缚和限制的作用显著提升了复合固态电解质的离子迁移数；
4、本发明采用了紫外交联技术，该技术可提高复合固态电解质的机械强度，且简单便捷、绿色廉价，具有商业化应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1中离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的扫描电子显微镜图；
图2为本发明实施例1中离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的X射线衍射图谱；
图3为本发明实施例1中离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的变温交流阻抗图；
图4为本发明实施例1中离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的锂锂兼容性循环测试图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例阐述本发明内容，但本发明内容并不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法包括：
1)将六水合硝酸锌0.3g和2-甲基咪唑0.66g分别溶解于11.3g甲醇溶液，再将两种溶液混合搅拌，搅拌时间为24h；
2)将步骤1)中获得的混合液用甲醇以10000r/min转速离心、并洗涤三次后放置70℃真空干燥箱干燥12h制备ZIF-8；
3)将步骤2)中的ZIF-8材料放入120℃真空干燥箱中并放置12h获得活化的ZIF-8；
4)将双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶于离子液体(EMIM-TFSI)中，其质量比为3：20，通过磁力搅拌6h得到含有锂盐的离子液体；
5)将步骤4)中的含有锂盐的离子液体加入活化的ZIF-8中，其质量比为1：1.5，研磨均匀后放置120℃真空干燥箱12h制备ZIF基离子导体；
6)通过球磨机以250r/min真空球磨高氯酸锂24h，获得的较小尺寸的颗粒状高氯酸锂；
7)然后将聚氧化乙烯、高氯酸锂和步骤5)中的ZIF基离子导体在玛瑙球磨罐中进行混合球磨，其中聚氧化乙烯、高氯酸锂质量比为3.3：1，ZIF基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与高氯酸锂总质量的60％；
8)然后取出步骤7)中获得的混合物，用直径17mm的模具将混合物20MPa模压成型获得复合固态电解质薄膜；
9)用热压机在80℃条件下以2000Pa的压力热压步骤8)中的复合固态电解质薄膜制备更致密的复合固态电解质薄膜；
10)用1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、0.5M 4-甲基苯甲酮和2.2mmol四乙二醇二甲醚混合搅拌配置交联液；
11)将10μl交联液均匀涂敷在步骤9)中的复合固态电解质薄膜表面；
12)采用紫外光照射步骤11)中的复合固态电解质薄膜10min，紫外光聚合制备离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
上述基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的形貌结构如图1扫描电子显微镜图所示：ZIF-8基离子导体和聚氧化乙烯充分混合，表面材料结构均匀完整，其形貌结构的X射线衍射图谱如图2所示：聚氧化乙烯的结晶峰很尖锐；在加入ZIF-8基离子导体之后，尖锐的结晶峰逐渐降低，说明ZIF-8基离子导体有效的改善了聚氧化乙烯的结晶程度；紫外交联后，结晶程度进一步降低，结晶程度的降低有利于锂离子的传输。本发明的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的变温交流阻抗图如图3所示：在30℃的温度下，复合固态电解质的本体阻值48Ω，离子电导率为4.2×10-4S/cm。本发明的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的锂锂兼容性循环测试图如图4所示：复合固态电解质与锂负极的界面兼容性极好，锂兼容性循环长达1040h。
实施例2
一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法包括：
1)将六水合硝酸钴0.3g和2-甲基咪唑0.66g分别溶解于11.3g甲醇溶液，再将两种溶液混合搅拌，搅拌时间为24h；
2)将步骤1)中获得的混合液用甲醇以10000r/min转速离心、并洗涤三次后放置70℃真空干燥箱干燥12h制备ZIF-67；
3)将步骤2)中的ZIF-67材料放入120℃真空干燥箱中并放置12h获得活化的ZIF-67；
4)将双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶于离子液体(EMIM-TFSI)中，其质量比为3：20，通过磁力搅拌6h得到含有锂盐的离子液体；
5)将步骤4)中的含有锂盐的离子液体加入活化的ZIF-67中，其质量比为1：1.5，研磨均匀后放置120℃真空干燥箱12h制备ZIF基离子导体；
6)通过球磨机以250r/min真空球磨高氯酸锂24h，获得的较小尺寸的颗粒状高氯酸锂；
7)然后将聚氧化乙烯、高氯酸锂和步骤5)中的ZIF基离子导体在玛瑙球磨罐中进行混合球磨，其中聚氧化乙烯、高氯酸锂质量比为3.3：1，ZIF基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与高氯酸锂总质量的60％；
8)然后取出步骤7)中获得的混合物，用直径17mm的模具将混合物20MPa模压成型获得复合固态电解质薄膜；
9)用热压机在80℃条件下以2000Pa的压力热压步骤8)中的复合固态电解质薄膜制备更致密的复合固态电解质薄膜；
10)用1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、0.5M 4-甲基苯甲酮和2.2mmol四乙二醇二甲醚混合搅拌配置交联液；
11)将10μl交联液均匀涂敷在步骤9)中的复合固态电解质薄膜表面；
12)采用紫外光照射步骤11)中的复合固态电解质薄膜10min，紫外光聚合制备离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
在30℃的温度下，复合固态电解质的本体阻值55Ω，离子电导率为3.9×10-4S/cm。本发明的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质与锂负极的界面兼容性极好，锂兼容性循环长达980h。
实施例3
一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法包括：
1)将六水合硝酸锌0.3g和2-甲基咪唑0.66g分别溶解于11.3g甲醇溶液，再将两种溶液混合搅拌，搅拌时间为24h；
2)将步骤1)中获得的混合液用甲醇以10000r/min转速离心、并洗涤三次后放置70℃真空干燥箱干燥12h制备ZIF-8；
3)将步骤2)中的ZIF-8材料放入120℃真空干燥箱中并放置12h获得活化的ZIF-8；
4)将双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶于离子液体(EMIM-TFSI)中，其质量比为3：10，通过磁力搅拌6h得到含有锂盐的离子液体；
5)将步骤4)中的含有锂盐的离子液体加入活化的ZIF-8中，其质量比为1：1.5，研磨均匀后放置120℃真空干燥箱12h制备ZIF基离子导体；
6)通过球磨机以250r/min真空球磨高氯酸锂24h，获得的较小尺寸的颗粒状高氯酸锂；
7)然后将聚氧化乙烯、高氯酸锂和步骤5)中的ZIF基离子导体在玛瑙球磨罐中进行混合球磨，其中聚氧化乙烯、高氯酸锂质量比为3.3：1，ZIF基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与高氯酸锂总质量的60％；
8)然后取出步骤7)中获得的混合物，用直径17mm的模具将混合物20MPa模压成型获得复合固态电解质薄膜；
9)用热压机在80℃条件下以2000Pa的压力热压步骤8)中的复合固态电解质薄膜制备更致密的复合固态电解质薄膜；
10)用1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、0.5M 4-甲基苯甲酮和2.2mmol四乙二醇二甲醚混合搅拌配置交联液；
11)将10μl交联液均匀涂敷在步骤9)中的复合固态电解质薄膜表面；
12)采用紫外光照射步骤11)中的复合固态电解质薄膜10min，紫外光聚合制备离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
在30℃的温度下，复合固态电解质的本体阻值65Ω，离子电导率为3.5×10-4S/cm。本发明的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质与锂负极的界面兼容性极好，锂兼容性循环长达800h。
实施例4
一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法包括：
1)将六水合硝酸锌0.3g和2-甲基咪唑0.66g分别溶解于11.3g甲醇溶液，再将两种溶液混合搅拌，搅拌时间为24h；
2)将步骤1)中获得的混合液用甲醇以10000r/min转速离心、并洗涤三次后放置70℃真空干燥箱干燥12h制备ZIF-8；
3)将步骤2)中的ZIF-8材料放入120℃真空干燥箱中并放置12h获得活化的ZIF-8；
4)将双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶于离子液体(EMIM-TFSI)中，其质量比为3：20，通过磁力搅拌6h得到含有锂盐的离子液体；
5)将步骤4)中的含有锂盐的离子液体加入活化的ZIF-8中，其质量比为1：1.5，研磨均匀后放置120℃真空干燥箱12h制备ZIF基离子导体；
6)通过球磨机以250r/min真空球磨高氯酸锂24h，获得的较小尺寸的颗粒状高氯酸锂；
7)然后将聚氧化乙烯、高氯酸锂和步骤5)中的ZIF基离子导体在玛瑙球磨罐中进行混合球磨，其中聚氧化乙烯、高氯酸锂质量比为6.6：1，ZIF基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与高氯酸锂总质量的60％；
8)然后取出步骤7)中获得的混合物，用直径17mm的模具将混合物20MPa模压成型获得复合固态电解质薄膜；
9)用热压机在80℃条件下以2000Pa的压力热压步骤8)中的复合固态电解质薄膜制备更致密的复合固态电解质薄膜；
10)用1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、0.5M 4-甲基苯甲酮和2.2mmol四乙二醇二甲醚混合搅拌配置交联液；
11)将10μl交联液均匀涂敷在步骤9)中的复合固态电解质薄膜表面；
12)采用紫外光照射步骤11)中的复合固态电解质薄膜10min，紫外光聚合制备离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
在30℃的温度下，复合固态电解质的本体阻值70Ω，离子电导率为3.2×10-4S/cm。本发明的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质与锂负极的界面兼容性极好，锂兼容性循环长达900h。
实施例5
一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法包括：
1)将六水合硝酸锌0.3g和2-甲基咪唑0.66g分别溶解于11.3g甲醇溶液，再将两种溶液混合搅拌，搅拌时间为24h；
2)将步骤1)中获得的混合液用甲醇以10000r/min转速离心、并洗涤三次后放置70℃真空干燥箱干燥12h制备ZIF-8；
3)将步骤2)中的ZIF-8材料放入120℃真空干燥箱中并放置12h获得活化的ZIF-8；
4)将双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶于离子液体(EMIM-TFSI)中，其质量比为3：20，通过磁力搅拌6h得到含有锂盐的离子液体；
5)将步骤4)中的含有锂盐的离子液体加入活化的ZIF-8中，其质量比为1：1.5，研磨均匀后放置120℃真空干燥箱12h制备ZIF基离子导体；
6)通过球磨机以250r/min真空球磨高氯酸锂24h，获得的较小尺寸的颗粒状高氯酸锂；
7)然后将聚氧化乙烯、高氯酸锂和步骤5)中的ZIF基离子导体在玛瑙球磨罐中进行混合球磨，其中聚氧化乙烯、高氯酸锂质量比为3.3：1，ZIF基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与高氯酸锂总质量的20％；
8)然后取出步骤7)中获得的混合物，用直径17mm的模具将混合物20MPa模压成型获得复合固态电解质薄膜；
9)用热压机在80℃条件下以2000Pa的压力热压步骤8)中的复合固态电解质薄膜制备更致密的复合固态电解质薄膜；
10)用1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、0.5M 4-甲基苯甲酮和2.2mmol四乙二醇二甲醚混合搅拌配置交联液；
11)将10μl交联液均匀涂敷在步骤9)中的复合固态电解质薄膜表面；
12)采用紫外光照射步骤11)中的复合固态电解质薄膜10min，紫外光聚合制备离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
在30℃的温度下，复合固态电解质的本体阻值80Ω，离子电导率为2.9×10-4S/cm。本发明的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质与锂负极的界面兼容性极好，锂兼容性循环长达700h。
实施例6
一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法包括：
1)将六水合硝酸锌0.3g和2-甲基咪唑0.66g分别溶解于11.3g甲醇溶液，再将两种溶液混合搅拌，搅拌时间为24h；
2)将步骤1)中获得的混合液用甲醇以10000r/min转速离心、并洗涤三次后放置70℃真空干燥箱干燥12h制备ZIF-8；
3)将步骤2)中的ZIF-8材料放入120℃真空干燥箱中并放置12h获得活化的ZIF-8；
4)将双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶于离子液体(EMIM-TFSI)中，其质量比为3：20，通过磁力搅拌6h得到含有锂盐的离子液体；
5)将步骤4)中的含有锂盐的离子液体加入活化的ZIF-8中，其质量比为1：1.5，研磨均匀后放置120℃真空干燥箱12h制备ZIF基离子导体；
6)通过球磨机以250r/min真空球磨高氯酸锂24h，获得的较小尺寸的颗粒状高氯酸锂；
7)然后将聚氧化乙烯、高氯酸锂和步骤5)中的ZIF基离子导体在玛瑙球磨罐中进行混合球磨，其中聚氧化乙烯、高氯酸锂质量比为3.3：1，ZIF基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与高氯酸锂总质量的40％；
8)然后取出步骤7)中获得的混合物，用直径17mm的模具将混合物20MPa模压成型获得复合固态电解质薄膜；
9)用热压机在80℃条件下以2000Pa的压力热压步骤8)中的复合固态电解质薄膜制备更致密的复合固态电解质薄膜；
10)用1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、0.5M 4-甲基苯甲酮和2.2mmol四乙二醇二甲醚混合搅拌配置交联液；
11)将10μl交联液均匀涂敷在步骤9)中的复合固态电解质薄膜表面；
12)采用紫外光照射步骤11)中的复合固态电解质薄膜10min，紫外光聚合制备离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
在30℃的温度下，复合固态电解质的本体阻值75Ω，离子电导率为3.2×10-4S/cm。本发明的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质与锂负极的界面兼容性极好，锂兼容性循环长达800h。
实施例7
一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法包括：
1)将六水合硝酸锌0.3g和2-甲基咪唑0.66g分别溶解于11.3g甲醇溶液，再将两种溶液混合搅拌，搅拌时间为24h；
2)将步骤1)中获得的混合液用甲醇以10000r/min转速离心、并洗涤三次后放置70℃真空干燥箱干燥12h制备ZIF-8；
3)将步骤2)中的ZIF-8材料放入120℃真空干燥箱中并放置12h获得活化的ZIF-8；
4)将双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶于离子液体(EMIM-TFSI)中，其质量比为3：20，通过磁力搅拌6h得到含有锂盐的离子液体；
5)将步骤4)中的含有锂盐的离子液体加入活化的ZIF-8中，其质量比为1：3，研磨均匀后放置120℃真空干燥箱12h制备ZIF基离子导体；
6)通过球磨机以250r/min真空球磨高氯酸锂24h，获得的较小尺寸的颗粒状高氯酸锂；
7)然后将聚氧化乙烯、高氯酸锂和步骤5)中的ZIF基离子导体在玛瑙球磨罐中进行混合球磨，其中聚氧化乙烯、高氯酸锂质量比为3.3：1，ZIF基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与高氯酸锂总质量的60％；
8)然后取出步骤7)中获得的混合物，用直径17mm的模具将混合物20MPa模压成型获得复合固态电解质薄膜；
9)用热压机在80℃条件下以2000Pa的压力热压步骤8)中的复合固态电解质薄膜制备更致密的复合固态电解质薄膜；
10)用1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、0.5M 4-甲基苯甲酮和2.2mmol四乙二醇二甲醚混合搅拌配置交联液；
11)将10μl交联液均匀涂敷在步骤9)中的复合固态电解质薄膜表面；
12)采用紫外光照射步骤11)中的复合固态电解质薄膜10min，紫外光聚合制备离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
在30℃的温度下，复合固态电解质的本体阻值90Ω，离子电导率为2.8×10-4S/cm。本发明的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质与锂负极的界面兼容性极好，锂兼容性循环长达680h。
上面结合附图对本发明所提出的一种基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的实施例进行了详细的描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法，包括有以下步骤：
1）将锂盐溶于离子液体中，通过磁力搅拌获得含有锂盐的离子液体；
2）将步骤1）中的含有锂盐的离子液体加入活化的MOFs材料中并研磨均匀，高温干燥后得到MOFs基离子导体；所述的活化的MOFs材料的制备包括有以下步骤：
a）将含有金属离子的盐和有机配体溶液分别溶解于甲醇中，再将两种溶液混合搅拌；
b）将步骤a）中获得的混合液用甲醇离心、洗涤并干燥制备MOFs材料；
c）将步骤b）中的MOFs材料于高温加热获得活化的MOFs材料；所述的高温加热为120℃，加热时间12 h；步骤a）所述的含有金属离子的盐包括锌盐、钴盐、铜盐、锆盐或锡盐，所述的有机配体溶液为2-甲基咪唑，所述的含有金属离子的盐、有机配体和甲醇的质量比为30：66：113；
3）将聚氧化乙烯、锂盐和步骤2）中的MOFs基离子导体进行混合球磨，模压成型获得较致密的复合固态电解质膜；
4）将交联液均匀涂敷在步骤3）所得的复合固态电解质膜表面；所述的交联液采用双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、4-甲基苯甲酮和四乙二醇二甲醚混合搅拌配置得到；所述的双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐、4-甲基苯甲酮和四乙二醇二甲醚的用量分别为1M、0.5M和2.2 mmol；
5）待其充分吸收后，采用紫外光照射步骤4）中的复合固态电解质膜，制备得到离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质；
步骤1）所述的锂盐与离子液体的质量比为3：10~20，磁力搅拌时间6 h，步骤2）所述的含有锂盐的离子液体和活化的MOFs材料的质量比为1：1.5~3，高温干燥的温度为120 ℃，干燥时间为12 h；步骤3）所述的聚氧化乙烯和锂盐的质量比为3.3~6.6：1，MOFs基离子导体的添加比例为聚氧化乙烯与锂盐总质量的20~60 %。
2.按权利要求1所述的基于紫外交联的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质的制备方法，其特征在于步骤1）和步骤3）所述的锂盐为高氯酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐，所述的离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-2-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
3.权利要求1-2任一项权利要求所得的离子导体/聚氧化乙烯复合固态电解质。
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