CN117525568A - 基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质、制备方法及应用 - Google Patents

基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质、制备方法及应用，固态聚合物电解质包括嵌段共聚物和金属盐；嵌段共聚物是由两种或两种以上均聚物单体通过共价键连接而获得；嵌段共聚物的结构为微相分离结构；微相分离结构的单段尺寸在5nm‑100nm之间；通过改变嵌段共聚物的嵌段种类、分子量、拓扑结构，可以改变嵌段共聚物相分离形成的结构和相分离尺寸；本发明的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质具有特殊的电化学性能、热力学性能和机械性能等，能够赋予固态电池出色的循环性能。

Description

基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质、制备方法及 应用
技术领域
本发明涉及固态电池技术领域，特别涉及一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质、制备方法及应用。
背景技术
锂离子电池作为一种重要的电化学储能技术，已经广泛应用于我们的生活当中，如消费电子、电动交通以及规模储能等，但是其进一步发展主要受到了能量密度和安全性两方面的限制。固态锂电池是可以同时提高电池能量密度和安全性的技术方案，目前商业化的电池技术能量密度一般不超过300Wh/kg，而固态锂电池有望达到500Wh/kg。理想的固态聚合物电解质需要具备高阳离子电导率、耐高压、高机械强度等特点。目前聚合物固态电解质无法匹配高电压高容量的正极材料，限制了其能量密度的进一步提升，除此之外离子电导率低，限制了其长循环的稳定性。为此，研究者们主要通过加入高电压的添加剂和寡聚物来提升固态电解质的电化学窗口和离子输运的能力。但是如何从分子结构和形貌调控来挖掘聚合物电解质改性的最佳策略，从而实现固态电解质性能的综合提升仍需要进一步的探究。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质、制备方法及应用。本发明利用嵌段共聚物各嵌段的特性，构筑出基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，该固态聚合物电解质具有特殊的电化学性能、热力学性能和机械性能等，能够赋予固态电池出色的循环性能。
本发明实施例提供的具有基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，无论是匹配高电压的正极材料还是低电压的磷酸盐正极材料，组装的扣式电池和软包电池兼具有优异的循环稳定性。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，所述固态聚合物电解质包括嵌段共聚物和金属盐；
所述嵌段共聚物是由两种或两种以上均聚物单体通过共价键连接而获得；
所述嵌段共聚物的结构为微相分离结构；所述微相分离结构的单段尺寸为5nm-100nm；所述微相分离结构包括球状相、柱状相、双连续相、层状相一种或多种相分离结构；所述微相分离结构是通过改变所述嵌段共聚物的嵌段的种类、分子量、拓扑结构、体积分数中的一种或多种变量而获得。
优选的，所述金属盐的质量与所述嵌段共聚物的质量比为5％-50％；
所述金属盐包括：双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰亚)胺锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺钠、双草酸硼酸钠、双乙二酸硼酸钠、双(三氟甲基磺酰亚)胺钠、二氟草酸硼酸钠、二氟磷酸钠、三氟甲基磺酸钠、六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、高氯酸钠中的一种或多种。
优选的，所述均聚物的单体包括：有机化合物环状单(二)酯及其后官能团化的环状酯、丙烯酸酯类有机化合物、(甲基)丙烯酸类有机化合物、甲基丙烯酸酯类有机化合物、醋酸乙烯酯类有机化合物、苯乙烯类有机化合物、丙烯腈类有机化合物、氟代乙烯类有机化合物、(甲基)丙烯酰胺类有机化合物、共轭双烯烃类有机化合物、非共轭双烯烃类、烷基乙烯基醚类中的一种或多种；
所述均聚物单体的基础结构式具体包括：
中的一种或多种。
优选的，所述固态聚合物电解质还包括其他化合物基体；所述其他化合物基体的质量与所述嵌段共聚物的质量百分比为0％-90％；
所述其它化合物为除所述金属盐外的氧化物、卤化物、硫化物、氮化物、磷化物和/或有机物中的一种或多种。
第二方面，本发明实施例提供了一种上述第一方面所述的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法，所述制备方法包括：
制备具有特定微相分离形态的嵌段共聚物；
将嵌段共聚物、金属盐混合后得到混合物，向混合物中加入溶剂后继续混合，得到混合物溶液；
将混合物溶液通过溶液浇铸成膜法或热压成膜法制备成膜，得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质。
优选的，所述制备具有特定微相分离形态的嵌段共聚物的方法具体为：通过聚合方式将两种或两种以上均聚物单体通过共价键连接，得到呈现出体心立方球状相、六方柱状相、双连续相、层状相一种或多种微相分离形态的嵌段共聚物；
所述聚合方式包括：活性阴离子聚合、活性阳离子聚合、基团转移聚合、可控/活性自由基聚合、正离子聚合向自由基聚合转化、正离子聚合转为负离子聚合、正离子聚合转化为缩聚反应、开环聚合的中的一种或多种；
其中，所述可控/活性自由基聚合包括：原子转移自由基聚合、可逆加成断裂链转移聚合、氮氧稳定自由基聚合或引发转移中止剂聚合方法中的一种或多种；
所述正离子聚合转化为缩聚反应包括：力化学方法、缩聚反应法、特殊引发剂法中的一种或多种。
优选的，所述均聚物单体包括：有机化合物环状单(二)酯及其后官能团化的环状酯、丙烯酸酯类有机化合物、(甲基)丙烯酸类有机化合物、甲基丙烯酸酯类有机化合物、醋酸乙烯酯类有机化合物、苯乙烯类有机化合物、丙烯腈类有机化合物、氟代乙烯类有机化合物、(甲基)丙烯酰胺类有机化合物、共轭双烯烃类有机化合物、非共轭双烯烃类、烷基乙烯基醚类中的一种或多种；
所述均聚物单体的基础结构式具体包括：
中的一种或多种。
优选的，所述溶剂包括：去离子水、二氯甲烷、二氯苯、二甲苯、二甲基亚砜、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯环己酮、甲醇、甲苯、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、正己烷、环己烷、环己酮、正庚烷、六氟异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、苯、氯苯苯酚、1,4-二氧六环、吡啶、石油醚中的一种或多种；
所述金属盐包括：双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰亚)胺锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺钠、双草酸硼酸钠、双乙二酸硼酸钠、双(三氟甲基磺酰亚)胺钠、二氟草酸硼酸钠、二氟磷酸钠、三氟甲基磺酸钠、六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、高氯酸钠中的一种或多种；
所述溶液浇铸成膜法具体为：将所述混合物溶液滴加到聚四氟乙烯模具上，置于真空烘箱中干燥，得到所述基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；
所述热压成膜法具体为：将所述混合物置于研钵中，研磨10分钟-2小时得到第二混合物，将所述第二混合物置于模具芯表面放置的铝箔上，模块放在所述第二混合物表面上，然后将模具整体放在压片机上，升温并保温1分钟-20分钟，然后加压，所述加压的压力在500kg/cm2-3000kg/cm2之间，冷却至室温，脱去所述模具后取出，得到所述基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；其中，所述升温的温度小于所述第二混合物的分解温度；所述模具包括模具芯和模块。
优选的，制备所述混合物的方法还包括：将嵌段共聚物、金属盐、其他化合物混合后得到混合物；所述其它化合物为除所述金属盐外的氧化物、卤化物、硫化物、氮化物、磷化物和/或有机物中的一种或多种。
第三方面，本发明实施例提供了一种电池，所述电池包括上述第一方面所述的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质或上述第二方面制备方法制备得到的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质。
本发明实施例提供了一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质、制备方法及应用，该固态聚合物电解质包括嵌段共聚物和金属盐，由于嵌段共聚物可以通过改变各链段的体系分数、嵌段种类、分子量和拓扑结构，来改变嵌段共聚物相分离形成的结构和相分离尺寸，因此在该体系中可以借助不同相分离的形态来赋予固态聚合物电解质特殊的性能，致使固态聚合物电解质具有特殊的电化学性能、热力学性能和机械性能等，从而赋予固态电池出色的循环性能。
本发明实施例提供的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，具有离子电导率高，阳离子迁移数高、电化学窗口宽，化学稳定性好，机械强度高，热尺寸稳定性好，等一种或多种性能的提升。该聚合物电解质除了可以匹配常用的电压范围窄的正极材料外还可以匹配高电压的正极材料和金属负极，组装的扣式电池和软包电池可以稳定循环。这将有助于提升固态电解质的离子传输性能，探索离子输运能力的新机制，满足向下一代电池体系对高能量密度和高安全性的需求。
附图说明
下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步详细描述。
图1是本发明实施例提供的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法流程图；
图2是本发明实施例1引发剂NB-2,3-CH2OH、21-β-CD-Br的核磁共振氢谱图；
图3是本发明实施例1制备的二嵌段共聚物NB-PS-b-PDLA的傅里叶红外光谱图；
图4是本发明实施例1制备的二嵌段共聚物NB-PS-b-PDLA的核磁共振氢谱图；
图5是本发明实施例1制备的不同体积分数的嵌段共聚物的凝胶渗透色谱曲线；
图6是本发明实施例1制备的不同体积分数的嵌段共聚物的热重曲线；
图7是本发明实施例1制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质膜和对比例1制备的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质固态聚合物电解质的离子电导率的测试；
图8是本发明实施例1制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质SIT-ASPE-0.06-Li、SIT-ASPE-0.25-Li、SIT-ASPE-0.48-Li的锂离子迁移数的锂离子迁移数；
图9是本发明实施例1制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的锂锂对称电池循环性能；
图10是本发明实施例1使用NMC622材料制备的电池的充放电曲线图；
图11是本发明实施例2制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质和对比例2制备的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质固态聚合物电解质的离子电导率的测试；
图12是本发明实施例2制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的锂离子迁移数；
图13是本发明实施例2制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质和对比例2制备的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的电化学窗口测试；
图14是本发明实施例2制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的热重-傅里叶变化光谱联用测试；
图15是本发明对比例1制备的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质固态聚合物电解质的锂离子迁移数的测试；
图16是本发明对比例1使用NMC622材料制备的电池的充放电曲线图；
图17是本发明对比例2制备的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的钠离子迁移数的测试。
具体实施方式
下面通过附图和具体的实施例，对本发明进行进一步的详细说明，但应当理解为这些实施例仅仅是用于更详细说明之用，而不应理解为用以任何形式限制本发明，即并不意于限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，固态聚合物电解质包括嵌段共聚物和金属盐。
其中，嵌段共聚物是由两种或两种以上均聚物单体通过共价键连接而获得；嵌段共聚物的结构为微相分离结构，单段尺寸在5nm-100nm之间；微相分离结构包括球状相、柱状相、双连续相、层状相一种或多种相分离结构；微相分离结构是通过改变嵌段共聚物的嵌段的种类、分子量、拓扑结构、体积分数中的一种或多种变量而获得。
金属盐的质量与嵌段共聚物的质量比为5％-50％；金属盐包括：双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰亚)胺锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺钠、双草酸硼酸钠、双乙二酸硼酸钠、双(三氟甲基磺酰亚)胺钠、二氟草酸硼酸钠、二氟磷酸钠、三氟甲基磺酸钠、六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、高氯酸钠中的一种或多种。
上述均聚物的单体包括：有机化合物环状单(二)酯及其后官能团化的环状酯、丙烯酸酯类有机化合物、(甲基)丙烯酸类有机化合物、甲基丙烯酸酯类有机化合物、醋酸乙烯酯类有机化合物、苯乙烯类有机化合物、丙烯腈类有机化合物、氟代乙烯类有机化合物、(甲基)丙烯酰胺类有机化合物、共轭双烯烃类有机化合物、非共轭双烯烃类、烷基乙烯基醚类中的一种或多种。
均聚物单体的基础结构式具体包括：
/>
中的一种或多种。
在可选的方案中，本发明基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质还包括其他化合物基体；其他化合物基体的质量与嵌段共聚物的质量百分比为0％-90％；其它化合物为除金属盐外的氧化物、卤化物、硫化物、氮化物、磷化物和/或有机物中的一种或多种。
本发明实施例提供了一种上述基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤110，制备具有特定微相分离形态的嵌段共聚物；
具体方法为：通过聚合方式将两种或两种以上均聚物单体通过共价键连接，得到呈现出体心立方球状相、六方柱状相、双连续相、层状相一种或多种微相分离形态的嵌段共聚物；
聚合方式包括：活性阴离子聚合、活性阳离子聚合、基团转移聚合、可控/活性自由基聚合、正离子聚合向自由基聚合转化、正离子聚合转为负离子聚合、正离子聚合转化为缩聚反应、开环聚合的中的一种或多种；
其中，可控/活性自由基聚合具体包括：原子转移自由基聚合、可逆加成断裂链转移聚合、氮氧稳定自由基聚合或引发转移中止剂聚合方法中的一种或多种。
正离子聚合转化为缩聚反应具体包括：力化学方法、缩聚反应法、特殊引发剂法中的一种或多种。
均聚物单体包括：有机化合物环状单(二)酯及其后官能团化的环状酯、丙烯酸酯类有机化合物、(甲基)丙烯酸类有机化合物、甲基丙烯酸酯类有机化合物、醋酸乙烯酯类有机化合物、苯乙烯类有机化合物、丙烯腈类有机化合物、氟代乙烯类有机化合物、(甲基)丙烯酰胺类有机化合物、共轭双烯烃类有机化合物、非共轭双烯烃类、烷基乙烯基醚类中的一种或多种；
均聚物单体的基础结构式具体包括：
/>
中的一种或多种。
步骤120，将嵌段共聚物、金属盐混合后得到混合物，向混合物中加入溶剂后继续混合，得到混合物溶液；
其中，金属盐包括：双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰亚)胺锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺钠、双草酸硼酸钠、双乙二酸硼酸钠、双(三氟甲基磺酰亚)胺钠、二氟草酸硼酸钠、二氟磷酸钠、三氟甲基磺酸钠、六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、高氯酸钠中的一种或多种；
溶剂包括：去离子水、二氯甲烷、二氯苯、二甲苯、二甲基亚砜、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯环己酮、甲醇、甲苯、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、正己烷、环己烷、环己酮、正庚烷、六氟异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、苯、氯苯苯酚、1,4-二氧六环、吡啶、石油醚中的一种或多种。
步骤130，将混合物溶液通过溶液浇铸成膜法或热压成膜法制备成膜，得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；
其中，溶液浇铸成膜法具体为：将混合物溶液滴加到聚四氟乙烯模具上，置于真空烘箱中干燥，得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；
热压成膜法具体为：将混合物置于研钵中，研磨10分钟-2小时得到第二混合物，将第二混合物置于模具芯表面放置的铝箔上，模块放在第二混合物表面上，然后将模具整体放在压片机上，升温并保温1分钟-20分钟，然后加压，加压的压力在500kg/cm2-3000kg/cm2之间，冷却至室温，脱去模具后取出，得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；其中，升温的温度小于步骤120的混合物的分解温度；模具包括模具芯和模块。
在可选的方案中，制备混合物的方法还包括：将嵌段共聚物、金属盐、其他化合物混合后得到混合物；其它化合物为除金属盐外的氧化物、卤化物、硫化物、氮化物、磷化物和/或有机物中的一种或多种。
本发明通过上述制备方法制备得到的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，具有离子电导率高，阳离子迁移数高、电化学窗口宽，化学稳定性好，机械强度高，热尺寸稳定性好的优点，该聚合物电解质除了可以匹配常用的电压范围窄的正极材料外还可以匹配高电压的正极材料和金属负极，组装的扣式电池和软包电池可以稳定循环。
将本发明的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质与正极极片、负极极片按照常规方法组装为固态电池，该固态电池包括但不限于全固态锂金属电池和全固态钠金属电池中的任一种。本发明实施例提供的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质可以有效提高固态电池的循环性能。
为更好的理解本发明提供的技术方案，下述以多个具体实例分别说明本发明基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备过程及特性。
实施例1
本实施例提供了一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法，本实施例使用的嵌段共聚物的制备合成方法为特殊引发剂法、原子转移自由基聚合法(ATRP)和配位插入聚合法相结合，具体步骤如下：
1)引发剂的制备：
取氢化铝锂(LiAIH4，7.35g，0.18mol)于250mL三口瓶中，抽排三次，放入冰水浴中。取120mL四氢呋喃(THF)滴加到体系中，滴加完毕后开始滴加溶有降冰片烯二酸酐(endo-NB，40g，0.24mol)的150mL的THF溶液，时间不少于30min。待滴加完毕后，将装置移入水浴锅中回流反应48小时。待反应结束后，使体系在氩气环境下缓慢冷却至室温，然后将反应溶液缓慢滴入到500mL蒸馏水中，搅拌产生白色沉淀，减压抽滤，滤液用二氯甲烷洗涤，取有机相然后用无水硫酸钠干燥，减压抽滤，再通过旋蒸除去溶剂后得白色固体，最后真空抽干得到引发剂2,3-二羟甲基-5-降冰片烯(NB-2,3-CH2OH)。
本实施例引发剂NB-2,3-CH2OH合成方案如下所示：
在250mL三口瓶中加入引发剂NB-2,3-CH2OH(5.88g,38.1mmol)抽排三次，在氩气环境下用注射器加入200mL无水CH2Cl2。将反应装置移入冰水浴中滴加三乙胺20mL，随后滴加溶有2-溴异丁酰溴(2-bromoisobutyrylbromide)的20mL无水CH2Cl2溶液，时间不少于30min，温度控制在0℃以下。将反应装置移入恒温45℃的水浴中反应。跟踪实验，展开剂为CH2Cl2与CH3OH的混合物(CH2Cl2与CH3OH的体积比为8:1)，至原料点完全消失，停止实验，时间为36小时。蒸馏水萃取溶液，干燥，减压抽滤，浓缩溶剂，硅胶柱提纯产物，浓缩溶剂，抽干得淡黄色油状产物引发剂HO-NB-Br。
本实施例引发剂HO-NB-Br合成方案如下所示：
对上述制备得到的引发剂NB-2,3-CH2OH、21-β-CD-Br进行核磁共振氢谱测试，氢谱图见附图2，通过核磁共振氢谱解析可知，NB-2,3-CH2OH转化为一端含有溴的双官能团引发剂。
2)嵌段共聚物的制备：
使用ATRP法制备降冰片烯基聚苯乙烯(HO-NB-PS-Br)
取250mL三口瓶加入引发剂HO-NB-Br搭好装置放入冰盐浴中，控制温度在-18℃左右，抽排三次，加入纯化过的苯乙烯(Styrene，30.000g，288.0mmol)，再抽排三次，加入蒸馏过的甲苯(35mL)抽排，手套箱中取溴化亚铜(CuBr，0.258g,1.8mmol)加入三口瓶中，再取2,2’-联吡啶(bpy)(2.249g,14.4mmol)加入抽排过的三口瓶中，待稳定后将装置移入110℃油浴锅中反应6小时。反应结束后过中性氧化铝柱子去除金属离子，将得到的溶液旋蒸得到粘稠物，倒入甲醇中出现白色沉淀，抽滤后得到白色粉末，随后CH2Cl2、甲醇溶解沉淀洗涤3次，抽滤后得到白色粉末，将产物放入真空烘箱中烘干至恒重，得到HO-NB-PS-Br。
本实施例HO-NB-PS-Br合成方案如下：
使用开环聚合(ROP)法制备聚苯乙烯-b-右旋聚丙交酯嵌段共聚物(NB-PS-b-PDLA)
取250mL三口瓶加入引发剂HO-NB-PS-Br，手套箱取D-丙交酯(0.62g,4.30mmol)，迅速安装装置,抽排三次后，加入蒸馏过的甲苯20mL，加入辛酸亚锡，将装置转移到恒温油浴锅中110℃反应24小时。反应结束后冷却至室温，将得到的溶液旋蒸得到粘稠物，倒入甲醇中出现白色沉淀，抽滤后得到白色粉末，随后CH2Cl2、甲醇溶解/沉淀洗涤3次，抽滤后得到白色粉末，放入真空干燥箱中干燥，得到二嵌段共聚物NB-PS-b-PDLA。
本实施例NB-PS-b-PDLA合成方案如下：
对制备得到的嵌段共聚物进行表征测试：
通过傅里叶红外光谱的特征峰的位移可以初步证明得到了二嵌段共聚物NB-PS-b-PDLA，见附图3；
通过核磁氢谱相应的特征峰的位移可以进一步证明得到了二嵌段共聚物NB-PS-b-PDLA，见附图4。
4)嵌段共聚物的微相分离：
通过调节[M]0/[I]0的比例，使二嵌段共聚物中聚丙交酯链段的体积分数可以有效地调控和从而得到多种相分离形态结构。
本实施例不同比例的NB-PS-b-PDLA嵌段共聚物的基本信息表如下：
对制备得到的NB-PS-b-PDLA嵌段共聚物基体进行表征测试：
通过凝胶渗透色谱可以得到不同体积分数的嵌段共聚物的的分子量和分子量分布，凝胶渗透色谱曲线见附图5；
通过热重表征曲线，对两个嵌段的热失重的比例和各自的密度进行定量分析也可以计算聚丙交酯的重量百分含量fv,TGA，热重曲线见附图6；
4)具有基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备：
将上述制备的三种不同相分离形态的嵌段共聚物与分子量为600000g/mol的聚环氧乙烷，以及双(三氟甲基磺酰亚)胺锂盐按质量比混合，加入乙腈溶剂，在50℃下搅拌24小时之后，得到反应溶液，其中嵌段共聚物与聚环氧乙烷的质量比为2:1，金属盐与所有聚合物基质(聚环氧乙烷、嵌段共聚物)的质量比为15％；
采用溶液浇铸成膜法，制备得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；具体的，溶液浇铸成膜法是将上述制备的反应溶液滴加到具有特定形状的聚四氟乙烯模具上，待溶剂挥发干后，将聚四氟乙烯模具置于50℃的真空干燥箱中24小时，取出后裁处固定的尺寸，制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的厚度为180μm-250μm，将三种嵌段共聚物膜，即三种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质分别命名为SIT-ASPE-0.06-Li、SIT-ASPE-0.25-Li、SIT-ASPE-0.48-Li。
对本实施例制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质进行测试：
具有基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的离子电导率的测试，见附图7；
具有基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质SIT-ASPE-0.06-Li、SIT-ASPE-0.25-Li、SIT-ASPE-0.48-Li的锂离子迁移数，分别见附图8(a)、图8(b)、图8(c)；
用本实施例制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质组装的锂锂对称电池循环性能，见附图9；
使用本实施例制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质组装NMC622全固态锂金属电池和LFP全固态锂金属电池电池并进行测试。
电池组装过程为：采用正极材料分别为622型镍钴锰酸锂三元正极材料(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，简称NMC622)和磷酸铁锂(简称LFP)，实施例1中制备的具有基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质作为固态电解质中间层，金属锂作为负极，使用常规方法组装得到NMC622全固态锂金属电池和LFP全固态锂金属电池。
对NMC622全固态锂金属电池进行测试：采用蓝电测试仪，以0.1C的倍率充放电两周后，继续以0.5C的倍率循环至50周，充放电截止电压范围为2.7V-4.2V，工作温度为70℃，测试NMC622全固态锂金属电池的充放电曲线见附图10。
对LFP全固态锂金属电池进行测试：采用蓝电测试仪，以0.1C的倍率充放电两周后，继续以0.5C的倍率循环至1000周，充放电截止电压范围为2.5V-3.8V，工作温度为70℃，本实施例基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的离子电导率、阳离子迁移数，以及LFP全固态锂金属电池的容量保持率的测试数据详见表1。
实施例2
本实施例提供了一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法，本实施例使用的嵌段共聚物的制备合成方法为特殊引发剂法、原子转移自由基聚阴离子聚合法相结合，具体步骤如下：
具体步骤如下：
1)引发剂的制备：
硼氢化钠(0.2mol)于250mL三口瓶中，抽排三次，放入冰水浴中。取150mL乙腈滴加到体系中，滴加完毕后开始滴加溶有降冰片烯二酸酐(0.45mol)的150mL乙腈溶液，时间不少于30min。待滴加完毕后，将装置移入水浴锅中回流反应72小时。待反应结束后，使体系在氩气环境下缓慢冷却至室温，然后将反应溶液缓慢滴入到500mL蒸馏水中，搅拌产生白色沉淀，减压抽滤，滤液用二氯甲烷洗涤，取有机相然后用无水硫酸钠干燥，减压抽滤，再通过旋蒸除去溶剂后得白色固体，最后真空抽干得NB-2,3-CH2OH。
在250mL三口瓶中加入NB-2,3-CH2OH(40mmol)抽排三次，在氩气环境下用注射器加入180mL无水CH2Cl2。将反应装置移入冰水浴中滴加三乙胺20mL，随后滴加溶有2-溴异丁酰溴的35mL无水CH2Cl2溶液，时间不少于30min，温度控制在0℃以下。将反应装置移入恒温25℃的水浴中反应。跟踪实验，展开剂为CH2Cl2与CH3OH的混合物，至原料点完全消失，停止实验，时间为72小时。蒸馏水萃取溶液，干燥，减压抽滤，浓缩溶剂，硅胶柱提纯产物，浓缩溶剂，抽干得淡黄色油状产物引发剂HO-NB-Br。
2)嵌段共聚物的制备：
使用ATRP法制备HO-NB-PS-Br，具体如下：
取250mL三口瓶加入引发剂HO-NB-Br搭好装置放入冰盐浴中，控制温度在-18℃左右，抽排三次，加入纯化过的苯乙烯(300mmol)，再抽排三次，加入蒸馏过的甲苯抽排，手套箱中取氯化亚铜(4mmol)加入三口瓶中，再取五甲基二乙烯三胺(8mmol)加入抽排过的三口瓶中，待稳定后将装置移入110℃油浴锅中反应13小时。反应结束后过中性氧化铝柱子去除金属离子，将得到的溶液旋蒸得到粘稠物，倒入甲醇中出现白色沉淀，抽滤后得到白色粉末，随后CH2Cl2、甲醇溶解沉淀洗涤3次，抽滤后得到白色粉末，将产物放入真空烘箱中烘干至恒重，得到HO-NB-PS-Br。
使用ROP法制备NB-PS-b-PDLA
取250mL三口瓶加入引发剂HO-NB-PS-Br，手套箱取D-丙交酯(5.0mmol)，迅速安装装置,抽排三次后，加入蒸馏过的甲苯40mL，加入1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯，将装置转移到恒温油浴锅中80℃反应24小时。反应结束后冷却至室温，将得到的溶液旋蒸得到粘稠物，倒入甲醇中出现白色沉淀，抽滤后得到白色粉末，随后CH2Cl2、甲醇溶解/沉淀洗涤3次，抽滤后得到白色粉末，放入真空干燥箱中干燥。
4)嵌段共聚物的微相分离：
通过调节[M]0/[I]0的比例，二嵌段共聚物中聚丙交酯链段的体积分数可以有效地调控和从而得到多种相分离形态结构，调节方法与实施例1相同。
5)基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备：
制备方法与实施例1中相应部分的制备过程相同，不同点在于：选用的金属盐为双(三氟甲基磺酰亚)胺钠盐，嵌段共聚物与聚环氧乙烷的质量比为2:1，金属盐与所有聚合物基质(聚环氧乙烷、客体聚合物和主体聚合物)的质量比为15％；
采用溶液浇铸成膜法，制备得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；具体的，溶液浇铸成膜法是将上述制备的反应溶液滴加到具有特定形状的聚四氟乙烯模具上，待溶剂挥发干后，将聚四氟乙烯模具置于50℃的真空干燥箱中24小时，取出后裁处固定的尺寸，制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的厚度为150μm-250μm。
对本实施例制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质进行测试：
基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的离子电导率的测试，见附图11；
基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的阳离子迁移数的测试，见附图12；
基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的电化学窗口的测试，见附图13；
基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的热重-傅里叶变化光谱联用测试，见附图14。
使用本实施例制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质组装的NNCFM全固态钠金属电池和NVP全固态钠金属电池并进行测试。
电池组装过程为：采用正极活性材料分别采用的是一种含钠层状氧化物(NaNi2/ 9Cu1/9Fe1/3Mn1/3O2，简称NNCFM)和磷酸钒钠(Na3V2(PO4)3，简称NVP)，本实施例2制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质作为固态电解质中间层，以金属钠作为负极，使用常规方法组装得到NNCFM全固态钠金属电池和NVP全固态钠金属电池。
对NNCFM全固态钠金属电池进行测试：采用蓝电测试仪，以0.1C的倍率充放电两周后，继续以0.5C的倍率循环至50周，充放电截止电压范围为2.5V-4.0V，工作温度为80℃。。
对NVP全固态钠金属电池进行测试：采用蓝电测试仪，以0.1C的倍率充放电两周后，继续以0.5C的倍率循环至400周，充放电截止电压范围为2.5V-3.8V，工作温度为80℃，本实施例基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的离子电导率、阳离子迁移数，以及NVP全固态钠金属电池循环容量保持率的测试数据详见表1。
实施例3
本实施例提供了一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法，本实施例使用的嵌段共聚物的制备合成方法为特殊引发剂法、“活性”/可控自由基聚合、阴离子聚合法相结合，具体步骤如下：具体步骤如下：
1)引发剂的制备：2-溴-2-甲基丙酸2-羟乙酯(HBMP)。在氩气气氛下，将93.06g(1.50mol)无水乙二醇和6.48g(0.064mol)无水三乙胺置于500mL圆底烧瓶中。控制温度为0-5℃，缓慢滴加14.6g(0.063mol)2-溴异丁酰溴于烧瓶中，时间不少于2小时。反应1小时后，将反应混合物缓慢升温至室温并搅拌过夜。再将混合物升温至50℃搅拌15min，加入200mL水并用380mL氯仿萃取。随后用50mL的1mol/L盐酸、饱和碳酸钠溶液和盐水洗涤有机相。用硫酸镁干燥后，蒸发溶剂，并通过真空蒸馏纯化产物，得到无色油状物(HEBIB)。
本实施例引发剂HEBIB分子式如下所示：
本实施例引发剂HEBIB的核磁共振氢谱的特征峰位置为：1H NMR(CDCl3,300MHz)δ1H/ppm:1.85(s,1H,-OH)；1.97(s,6H,-CH3)；3.89(t,3J＝4.5Hz,2H,-CH2OH)；4.33(t,3J＝4.5Hz,-OCHH2-)。
2)均聚物单体的制备：将2-溴丙基溴(45.4g,0.21mol)逐滴加入到含有15.2g(0.20mol)乙醇酸的150mL的1,4-二氧六环(1,4-dioxane)溶液中，反应温度为-18℃。加入完成后，将混合物搅拌反应4小时。将得到的油状物通过旋转蒸发仪将1,4-二氧六环除去。收集140℃-180℃的馏分，然后在甲苯中再结晶，得到O-(2-溴丙基)乙醇酸。
将NaHCO3(1.2g,0.014mol)和100mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)置于三颈圆底烧瓶在80℃油浴锅中加热搅拌。向溶液中缓慢加入3.0g(0.014mol)的溶解于100mL的DMF中的O-(2-溴丙基)乙醇酸,时间不少于2小时。在真空下去除去DMF后，将粗产物加入到50mL丙酮中。所得的白色沉淀物为杂相。除去丙酮后得到淡黄色晶体均聚物单体LGA。
本实施例均聚物单体LGA反应式如下所示：
3)嵌段共聚物的制备：
使用ATRP法制备末端含有羟基的聚苯乙烯(PS-OH)
取250mL三口瓶加入引发剂HEBIB((1.477g,7mmol)搭好装置放入冰盐浴中，控制温度在-18℃左右，抽排三次，加入纯化过的苯乙烯(580g,108mmol)，再抽排三次，加入蒸馏过的甲苯(50mL)抽排，手套箱中取溴化亚铜((1.001g,7mmol)加入三口瓶中，再取五甲基二乙烯三胺(3.633g,21mmol)加入抽排过的三口瓶中，待稳定后将装置移入110℃油浴锅中反应10小时。反应结束后过中性氧化铝柱子去除金属离子，将得到的溶液旋蒸得到粘稠物，倒入甲醇中出现白色沉淀，抽滤后得到白色粉末，随后CH2Cl2、甲醇溶解沉淀洗涤3次，抽滤后得到白色粉末，将产物放入真空烘箱中烘干至恒重，得到PS-OH。
本实施例PS-OH合成方案如下：
使用ROP法制备PS-b-PLGA嵌段共聚物
取250mL三口瓶加入引发剂PS-OH(1.0g,0.294mmol)，取LGA(1.6g,12.31mmol)，迅速安装装置,抽排三次后，加入蒸馏过的甲苯25mL，加入辛酸亚锡，将装置转移到恒温油浴锅中1200℃反应4小时。反应结束后冷却至室温，将得到的溶液旋蒸得到粘稠物，倒入甲醇中出现白色沉淀，抽滤后得到白色粉末，随后CH2Cl2、甲醇溶解/沉淀洗涤3次，抽滤后得到白色粉末，放入真空干燥箱中干燥。
将含有端羟基的PS-b-PLGA(2.21g,0.29mmol)和DMAP(0.354g,2.9mmol)溶解于20mL无水CH2Cl2中，在氮气气氛下冰浴中缓慢加入乙酰氯(0.228g,2.9mmol)。再过一个小时，将反应混合物慢慢加热到室温，再搅拌两个小时。混合溶液经过过滤，沉淀到甲醇中。沉淀物溶解在CH2Cl2中，然后在甲醇中沉淀。沉淀过程重复了三次。所得产物在40℃下真空干燥24小时，得到乙酰封端的PS-b-PLGA。
本实施例PS-b-PLGA合成方案如下：
4)嵌段共聚物的微相分离：
通过调节[M]0/[I]0的比例，二嵌段共聚物中PLGA链段的体积分数可以有效地调控和从而得到多种相分离形态结构。
5)基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备：
将上述制备不同相分离形态的嵌段共聚物与分子量为300000g/mol的聚丙烯腈，以及高氯酸锂盐按质量比混合，加入乙腈溶剂，在50℃下搅拌24小时之后，得到反应溶液，其中嵌段共聚物与聚丙烯腈的质量比为3:1，金属盐与所有聚合物基质(聚丙烯腈、嵌段共聚物)的质量比为12％；
采用溶液浇铸成膜法，制备得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；具体的，溶液浇铸成膜法是将上述制备的反应溶液滴加到具有特定形状的聚四氟乙烯模具上，待溶剂挥发干后，将聚四氟乙烯模具置于50℃的真空干燥箱中24小时，取出后裁处固定的尺寸，制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的厚度为200μm-250μm。
使用本实施例制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质组装的全固态钠金属电池并进行测试，电池组装过程与实施例2的LFP全固态锂金属电池组装过程相同。
本实施例基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的离子电导率、阳离子迁移数，以及LFP全固态锂金属电池循环容量保持率的测试数据详见表1。
实施例4
本实施例提供了一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法，本实施例使用的嵌段共聚物的制备合成方法为“活性”/可控自由基聚合具体步骤如下：
1)引发剂选择2-溴代丙酸乙酯(Ethyl 2-bromopropionate)
本实施例引发剂分子式如下所示：
2)嵌段共聚物的制备：
嵌段共聚物制备选择ATRP方法，并采用“一锅法”制备。
向干燥的史莱克管中通入氟气30min,加入均聚物单体二甲基丙烯酸乙二醇酯(MEOMA，5mL，27.12mmol)和寡聚乙二醇甲基丙烯酸酯(OEGMA，0.99mL,2.35mmol),溶剂无水乙醇(7mL),引发剂2-澳代丙酸乙醋(37.74mL,0.295mmol),将体系冷冻、抽真空、解冻反复三次后通入氟气，加入配体2.2'-联吡啶(0.1057g,0.59mmol)和催化剂CuCl(0.0292g,0.30mmol),在60℃下反应8小时,反应结束后,将反应液暴露于空气中,直至反应液由红棕色变为蓝色,向其中加入蒸馏水稀释,采用截留分子量为5000透析袋进行透析,每6小时换一次水,透析3天,最后进行冷冻干燥得无色透明的粘稠液体，得到嵌段共聚物P(MEOMA-b-OEGMA)。
本实施例嵌段共聚物P(MEOMA-b-OEGMA)合成方案如下所示：
3)嵌段共聚物的微相分离：
通过调节[M]0/[I]0的比例，使二嵌段共聚物P(MEOMA-b-OEGMA)中的POEGMA链段的体积分数可以得到有效地调控，从而得到多种相分离形态结构。
4)基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备：
将上述制备不同相分离形态的嵌段共聚物与γ-氧化铝，以及六氟磷酸钠按质量比混合，加入乙腈溶剂，在50℃下搅拌24小时之后，得到反应溶液，其中嵌段共聚物与γ-氧化铝的质量比为100:1，金属盐与嵌段共聚物)的质量比为25％。
采用溶液浇铸成膜法，制备得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；具体的，溶液浇铸成膜法是将上述制备的反应溶液滴加到具有特定形状的聚四氟乙烯模具上，待溶剂挥发干后，将聚四氟乙烯模具置于50℃的真空干燥箱中24小时，取出后裁处固定的尺寸，制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的厚度为200μm-220μm。
对比例1
本对比例提供了一种聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的制备方法及测试：
本对比例的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的制备方法与实施例1具有基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法相同，不同之处在于本对比例不使用嵌段共聚物，直接制备聚环氧乙烷基固态聚合物电解质，其中，双(三氟甲基磺酰亚)胺锂盐的质量为聚环氧乙烷的质量的20％。
对本对比例制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质进行测试：
聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的离子电导率的测试，见附图7；
聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的锂离子迁移数的测试，见附图15；
使用本对比例制备的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质组装NMC622全固态锂金属电池和LFP全固态锂金属电池电池组装和测试过程与实施例1相同。
本对比例制备的NMC622全固态锂金属电池的充放电曲线见附图16，可以看到循环50周后实施例1基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质制备的电池的比容量高于使用对比例1聚环氧乙烷基固态聚合物电解质制备的电池。
本对比例LFP全固态锂金属电池的测试方法与实施例1相同，测试本对比例聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的离子电导率、阳离子迁移数，以及LFP全固态锂金属电池的循环容量保持率的测试数据详见表1。
对比例2
本对比例提供了一种聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的制备方法及测试：
本对比例的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的制备方法与实施例2具有基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法相同，不同之处在于本对比例不使用嵌段共聚物，直接制备聚环氧乙烷基固态聚合物电解质，并且双(三氟甲基磺酰亚)胺钠盐的质量为聚环氧乙烷的质量的15％。
对比例2所制备的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质进行电化学稳定性和机械稳定性和热稳定性测试，包括以下测试：
聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的离子电导率的测试，见附图11；
聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的钠离子迁移数的测试，见附图17；
聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的电化学窗口的测试，见附图13。
使用本对比例制备的聚环氧乙烷基固态聚合物电解质组装的NNCFM全固态钠金属电池和NVP全固态钠金属电池并进行测试，电池组装过程及性能测试过程均与实施例2相同。
本对比例NVP全固态钠金属电池的测试方法与实施例2相同，测试本对比例聚环氧乙烷基固态聚合物电解质的离子电导率、阳离子迁移数，以及NVP全固态钠金属电池循环容量保持率的测试数据详见表1。
表1为实施例1-3，以及对比例1-2的测试数据汇总：
表1
通过表1的测试数据对比可以看到，实施例1和实施例3组装的LFP全固态锂金属电池的离子电导率、阳离子迁移数和循环容量保持率均大于对比例1，尤其实施例3的离子电导率相对于对比例1提高了一个数量级，而实施例2组装的NVP全固态锂金属电池的离子电导率、阳离子迁移数和循环容量保持率也均大于对比例2，由此可知，采用本发明实施例制备的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质具有离子电导率高和阳离子迁移数高的优势，因此将其应用于全固态电池中，可以提高全固态电池的循环性能。
本发明实施例提供的一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质。该固态聚合物电解质包括嵌段共聚物和金属盐，由于嵌段共聚物可以通过改变各链段的体系分数、嵌段种类、分子量和拓扑结构，来改变嵌段共聚物相分离形成的结构和相分离尺寸，因此在该体系中可以借助不同相分离的形态来赋予固态聚合物电解质特殊的性能，致使固态聚合物电解质具有特殊的电化学性能和热力学性能，从而赋予固态电池出色的循环性能。
本发明实施例提供的一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，具有离子电导率高，阳离子迁移数高、电化学窗口宽，化学稳定性好，热尺寸稳定性好等一种或多种性能的提升。该聚合物电解质除了可以匹配常用的电压范围窄的正极材料外还可以匹配高电压的正极材料和金属负极，组装的扣式电池和软包电池可以稳定循环。这将有助于提升固态电解质的离子传输性能，探索离子输运能力的新机制，满足向下一代电池体系对高能量密度和高安全性的需求。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，其特征在于，所述固态聚合物电解质包括嵌段共聚物和金属盐；
所述嵌段共聚物是由两种或两种以上均聚物单体通过共价键连接而获得；
所述嵌段共聚物的结构为微相分离结构；所述微相分离结构的单段尺寸在5nm-100nm之间；所述微相分离结构包括球状相、柱状相、双连续相、层状相一种或多种相分离结构；所述微相分离结构是通过改变所述嵌段共聚物的嵌段的种类、分子量、拓扑结构、体积分数中的一种或多种变量而获得。
2.根据权利要求1所述的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，其特征在于，所述金属盐的质量与所述嵌段共聚物的质量比为5％-50％；
所述金属盐包括：双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰亚)胺锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺钠、双草酸硼酸钠、双乙二酸硼酸钠、双(三氟甲基磺酰亚)胺钠、二氟草酸硼酸钠、二氟磷酸钠、三氟甲基磺酸钠、六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、高氯酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，其特征在于，所述均聚物的单体包括：有机化合物环状单(二)酯及其后官能团化的环状酯、丙烯酸酯类有机化合物、(甲基)丙烯酸类有机化合物、甲基丙烯酸酯类有机化合物、醋酸乙烯酯类有机化合物、苯乙烯类有机化合物、丙烯腈类有机化合物、氟代乙烯类有机化合物、(甲基)丙烯酰胺类有机化合物、共轭双烯烃类有机化合物、非共轭双烯烃类、烷基乙烯基醚类中的一种或多种；
所述均聚物单体的基础结构式具体包括：
中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质，其特征在于，所述固态聚合物电解质还包括其他化合物基体；所述其他化合物基体的质量与所述嵌段共聚物的质量百分比为0％-90％；
所述其它化合物为除所述金属盐外的氧化物、卤化物、硫化物、氮化物、磷化物和/或有机物中的一种或多种。
5.一种上述权利要求1-4任一所述的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
制备具有特定微相分离形态的嵌段共聚物；
将嵌段共聚物、金属盐混合后得到混合物，向混合物中加入溶剂后继续混合，得到混合物溶液；
将混合物溶液通过溶液浇铸成膜法或热压成膜法制备成膜，得到基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备具有特定微相分离形态的嵌段共聚物的方法具体为：通过聚合方式将两种或两种以上均聚物单体通过共价键连接，得到呈现出体心立方球状相、六方柱状相、双连续相、层状相一种或多种微相分离形态的嵌段共聚物；
所述聚合方式包括：活性阴离子聚合、活性阳离子聚合、基团转移聚合、可控/活性自由基聚合、正离子聚合向自由基聚合转化、正离子聚合转为负离子聚合、正离子聚合转化为缩聚反应、开环聚合的中的一种或多种；
其中，所述可控/活性自由基聚合具体包括：原子转移自由基聚合、可逆加成断裂链转移聚合、氮氧稳定自由基聚合或引发转移中止剂聚合方法中的一种或多种；
所述正离子聚合转化为缩聚反应具体包括：力化学方法、缩聚反应法、特殊引发剂法中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述均聚物单体包括：有机化合物环状单(二)酯及其后官能团化的环状酯、丙烯酸酯类有机化合物、(甲基)丙烯酸类有机化合物、甲基丙烯酸酯类有机化合物、醋酸乙烯酯类有机化合物、苯乙烯类有机化合物、丙烯腈类有机化合物、氟代乙烯类有机化合物、(甲基)丙烯酰胺类有机化合物、共轭双烯烃类有机化合物、非共轭双烯烃类、烷基乙烯基醚类中的一种或多种；
所述均聚物单体的基础结构式具体包括：
中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括：去离子水、二氯甲烷、二氯苯、二甲苯、二甲基亚砜、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯环己酮、甲醇、甲苯、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、正己烷、环己烷、环己酮、正庚烷、六氟异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、苯、氯苯苯酚、1,4-二氧六环、吡啶、石油醚中的一种或多种；
所述金属盐包括：双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰亚)胺锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺钠、双草酸硼酸钠、双乙二酸硼酸钠、双(三氟甲基磺酰亚)胺钠、二氟草酸硼酸钠、二氟磷酸钠、三氟甲基磺酸钠、六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、高氯酸钠中的一种或多种；
所述溶液浇铸成膜法具体为：将所述混合物溶液滴加到聚四氟乙烯模具上，置于真空烘箱中干燥，得到所述基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；
所述热压成膜法具体为：将所述混合物置于研钵中，研磨10分钟-2小时得到第二混合物，将所述第二混合物置于模具芯表面放置的铝箔上，模块放在所述第二混合物表面上，然后将模具整体放在压片机上，升温并保温1分钟-20分钟，然后加压，所述加压的压力在500kg/cm2-3000 kg/cm2之间，冷却至室温，脱去所述模具后取出，得到所述基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质；其中，所述升温的温度小于所述第二混合物的分解温度；所述模具包括模具芯和模块。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，制备所述混合物的方法还包括：将嵌段共聚物、金属盐、其他化合物混合后得到混合物；所述其它化合物为除所述金属盐外的氧化物、卤化物、硫化物、氮化物、磷化物和/或有机物中的一种或多种。
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括上述权利要求1-4任一所述的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质或上述权利要求5-9制备方法制备得到的基于嵌段共聚物微相分离的固态聚合物电解质。
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