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    重庆时时彩全部软件: 一种具有高耐热性和机械强度的有机无机杂化全固态聚合物电解质及其制备方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610020356.0

    申请日:

    2016.01.13

    公开号:

    CN105601907A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08G 65/48申请日:20160113|||公开
    IPC分类号: C08G65/48; H01M10/0565(2010.01)I; H01G9/20; H01G9/025; H01G11/56(2013.01)I 主分类号: C08G65/48
    申请人: 吉林大学
    发明人: 王贵宾; 那睿琦; 栾加双; 张梅; 张淑玲; 张兴瑞
    地址: 130012 吉林省长春市前进大街2699号
    优先权:
    专利代理机构: 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 代理人: 王淑秋;王恩远
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610020356.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.01.05|||2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种具有高耐热性和机械强度的有机-无机杂化全固态聚合物电解质及其制备方法,属于聚合物电解质制备技术领域。是由主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物基体、无机纳米粒子和锂盐组成。聚乙二醇链段引入聚醚酮主链结构为锂离子在聚合物电解质中的传输提供了保障,聚芳醚酮主链结构为聚合物电解质提供了优异的耐热性能。无机纳米粒子的引入,也在一定程度上提高了聚合物电解质的机械强度、热稳定性及化学稳定性。本发明改善了传统聚合物电解质在较高温度下失效的缺点,保证了以此全固态聚合物电解质组装的电化学器件,如锂离子电池、太阳能电池、超级电容器等在高温极端环境下安全、高效地工作。

    权利要求书

    1.一种具有高耐热性能与机械强度的有机-无机掺杂全固态聚合物电解质,其特
    征在于:是由主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物基体、无机
    纳米粒子和锂盐组成,其质量份为聚合物基体1份,无机纳米粒子0.01~0.1份,
    锂盐0.3~0.5份;主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物基体的
    结构式如下所示,

    其中Ar为

    R1、R2、R3、R4、R5、R6相同或不相同,为Br或H;
    n为聚乙二醇重复单元数目,聚乙二醇的数均分子量为600、800、1000或
    2000中的一种,0.1≤x≤0.9,m表示聚合度,为10~60的整数。
    2.如权利要求1所述的具有高耐热性能与机械强度的有机-无机掺杂全固态聚合
    物电解质,其特征在于:无机纳米粒子为二氧化硅或二氧化钛,其粒径为
    80~200nm;锂盐为高氯酸锂、硫酸锂或六氟硼酸锂。
    3.如权利要求1所述的具有高耐热性能与机械强度的有机-无机掺杂全固态聚合
    物电解质,其特征在于:主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物
    是由如下步骤制备得到,
    1)在氮气氛围下,将4,4′-二氟二苯甲酮、芳香族甲基双酚、氯封端的聚乙
    二醇、无水碳酸钾加入到反应容器中,反应溶剂为环丁砜或N-甲基吡咯烷酮,
    反应体系中,固体物质的质量含量范围是20%~30%;加入体积为反应溶剂体积
    1/3~1/2的带水剂甲苯,反应物经充分搅拌溶解后升温至120℃~140℃回流1~4
    小时,保证完全除去反应生成的水后,除去甲苯,然后将温度升至160℃~190℃
    反应6~9小时,将上述制得的聚合物溶液倒入去离子水中析出,得到柔韧的聚
    合物细条,将其粉碎后,用去离子水和乙醇分别煮沸5~10次,以除去残余反应
    溶剂和未参与反应的小分子物质;抽滤后将产物置于80~100℃下真空干燥
    24~48小时,从而得到主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物;其中,
    4,4′-二氟二苯甲酮与氯封端的聚乙二醇的摩尔比为9:1~1:9,氯封端的聚乙二
    醇与4,4′-二氟二苯甲酮的摩尔数用量和等于芳香族甲基双酚的摩尔用量,无水
    碳酸钾的摩尔用量为芳香族甲基双酚摩尔用量的1.0~1.4倍;
    2)将得到的聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物在氮气氛围下完全溶解在反应溶剂
    中,在室温搅拌下,加入聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物中甲基重复单元摩尔数
    1.0~1.5倍的溴化试剂N-溴代丁二酰亚胺,及占N-溴代丁二酰亚胺摩尔数5%的
    引发剂过氧化苯甲酰,随后将反应体系升温至70~90℃反应5~8小时,降至室
    温后将粘稠的聚合物溶液出料于乙醇中,并用沸腾乙醇洗去多余溴化试剂,真空
    条件下80~100℃干燥,得到主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共
    聚物。
    4.如权利要求3所述的具有高耐热性能与机械强度的有机-无机掺杂全固态聚合
    物电解质,其特征在于:芳香族甲基双酚为2-甲基对苯二酚、4-甲基苯基对苯二
    酚或3,5,3′,5′-四甲基联苯二酚中的一种。
    5.权利要求1所述的具有高耐热性能与机械强度的有机-无机掺杂全固态聚合物
    电解质的制备方法,其特征在于:将主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇
    溴化共聚物基体在60~80℃下浸入1~3mol/L氢氧化钠溶液中24~36小时,取
    出后在真空下干燥,使聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物基体的苄溴基团水解后转
    化为苄羟基,再将得到的聚合物基体完全溶解于反应溶剂中,得到
    0.50~1.20g/10mL的混合溶液并将占聚合物基体质量1%~10%的无机酸烷基酯
    逐滴滴加到反应体系中,室温下搅拌4~8小时,再在混合溶液中加入占聚合物
    基体质量30%~50%的锂盐,待其完全溶解为均一溶液后,将其倾倒在水平聚四
    氟乙烯板上成膜,80~100℃下真空干燥48~72小时以除去反应溶剂,得到全固
    态聚合物电解质。
    6.如权利要求5所述的具有高耐热性能与机械强度的有机-无机掺杂全固态聚合
    物电解质的制备方法,其特征在于:无机酸烷基酯为四乙氧基硅烷或钛酸四乙酯
    中的一种。
    7.权利要求5所述的具有高耐热性能与机械强度的有机-无机掺杂全固态聚合物
    电解质的制备方法,其特征在于:反应溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲
    酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。

    说明书

    一种具有高耐热性和机械强度的有机-无机杂化全固态聚合物电解质及其制备方法

    技术领域

    本发明属于聚合物电解质制备技术领域,具体涉及一种具有高耐热性和机械
    强度的有机-无机杂化全固态聚合物电解质及其制备方法。

    背景技术

    社会的进步,促进了新能源的出现与发展,同时,也促进了诸如锂离子电池、
    太阳能电池、超级电容器等一系列电化学能源和储能装置的发展。电解质,是储
    能器件中不可缺少的组成部分,不仅担负着在正负极间离子传输的作用,而且对
    储能器件的安全性、循环性能、造价成本等方面也起到重要作用。

    现阶段市场上所用的电解质大多为液态电解质,但是液态电解质在应用中存
    在着一系列问题。例如易泄露而导致的安全问题、组装后的器件体积较大等,限
    制了器件向小型化发展,同时,由于液态电解液大多为易燃的有机液体,在高温
    下或者大电流充放电过程中可能会引燃电解液出现危险,故其使用温度一般限制
    在80℃以下,在某些特殊领域或者极端环境中,诸如井下作业、航空航天、石
    油勘探等领域,只能使用一次电池,对作业过程造成了很大的干扰。固态聚合物
    电解质,在一定程度上解决了液态电解质安全性的问题。但是,现阶段报道的聚
    合物电解质,都达不到高温下稳定使用的要求,因此,新型的具备高耐热性和良
    好机械强度的全固态聚合物电解质的开发越来越多地引起人们的重视。

    发明内容

    针对现有技术的不足,本发明设计合成了一系列聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共
    聚物,掺杂无机纳米粒子与金属锂盐配制成混合溶液,并采用流延法制备了具有
    高耐热和机械性能的有机-无机杂化全固态聚合物电解质。

    本发明所述的全固态聚合物电解质制备方法操作简便,重复性高,共聚物中
    芳香环结构和侧基的引入,有效降低了聚乙二醇的结晶性,增强了聚合物基底对
    于锂盐的传导性能,同时提升了热稳定性和机械性能。聚乙二醇链段的引入为锂
    离子在聚合物电解质中的传输提供保障,使其具备较高的离子传导率。同时,无
    机纳米粒子的掺杂进一步提高了聚合物电解质的机械强度、热稳定性及化学稳定
    性。所制备的全固态聚合物电解质既具有较好的热性能(使用温度可达150℃
    以上,5%热失重温度在390℃以上),又具有良好的机械性能,同时,在高温
    下(150℃)具有良好的离子传导率,可达10-3Scm-1数量级。

    本发明所述的高耐热性能与机械强度的有机-无机掺杂全固态聚合物电解质,
    由主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物基体、无机纳米粒子和
    锂盐组成,其质量份为聚合物基体1份,无机纳米粒子0.01~0.1份,锂盐0.3~0.5
    份;并由如下方法制备得到:将主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化
    共聚物基体在60~80℃下浸入1~3mol/L氢氧化钠溶液中24~36小时,取出后
    在真空下干燥,使聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物的苄溴基团水解后转化为苄羟
    基,再将得到的聚合物基体完全溶解于反应溶剂中,得到0.50~1.20g/10mL的
    混合溶液并将占聚合物基体质量1%~10%的无机酸烷基酯逐滴滴加到反应体系
    中,室温下搅拌4~8小时,再在混合溶液中加入占聚合物基体质量30%~50%的
    锂盐,待其完全溶解为均一溶液后,将其倾倒在水平聚四氟乙烯板上成膜,
    80~100℃下真空干燥48~72小时以除去反应溶剂,得到全固态聚合物电解质。

    无机酸烷基酯为四乙氧基硅烷或钛酸四乙酯中的一种;所述的反应溶剂为
    N-甲基吡咯烷酮,N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺中的一种。

    无机纳米粒子为二氧化硅或二氧化钛的一种,其粒径为80~200nm;锂盐为
    高氯酸锂、硫酸锂、六氟硼酸锂的一种。

    本发明所述的主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物基体,
    其结构式如下所示:


    其中Ar为:


    R1、R2、R3、R4、R5、R6相同或不相同,为Br或H;

    n为聚乙二醇重复单元数目,聚乙二醇的数均分子量为600、800、1000或
    2000中的一种,0.1≤x≤0.9,m表示聚合度,为10~60的整数。

    本发明所述的主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物的制备
    方法,其制备步骤如下:

    1)在氮气氛围下,将4,4′-二氟二苯甲酮、芳香族甲基双酚、氯封端的聚乙
    二醇、无水碳酸钾加入到反应容器中,反应溶剂为环丁砜(TMS)或N-甲基吡
    咯烷酮(NMP),反应体系中,固体物质的质量含量范围是20%~30%。加入体
    积为反应溶剂体积1/3~1/2的带水剂甲苯,反应物经充分搅拌溶解后升温至
    120℃~140℃回流1~4小时,保证完全除去反应生成的水后,除去甲苯,然后
    将温度升至160℃~190℃反应6~9小时,将上述制得的聚合物溶液倒入去离子
    水中析出,得到柔韧的聚合物细条,将其粉碎后,用去离子水和乙醇分别煮沸
    5~10次,以除去残余反应溶剂和未参与反应的小分子物质;抽滤后将产物置于
    80~100℃下真空干燥24~48小时,从而得到主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-
    聚乙二醇共聚物;其中,4,4′-二氟二苯甲酮与氯封端的聚乙二醇的摩尔比为9:
    1~1:9,氯封端的聚乙二醇与4,4′-二氟二苯甲酮的摩尔数用量和等于芳香族甲
    基双酚的摩尔用量,无水碳酸钾的摩尔用量为芳香族甲基双酚摩尔用量的
    1.0~1.4倍;

    2)将得到的聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物在氮气氛围下完全溶解在反应溶剂中,
    在室温搅拌下,加入聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物中甲基重复单元摩尔数1.0~1.5
    倍的溴化试剂N-溴代丁二酰亚胺(NBS),及占NBS摩尔数5%的引发剂过氧
    化苯甲酰(BPO),随后将反应体系升温至70~90℃反应5~8小时,降至室温
    后将粘稠的聚合物溶液出料于乙醇中,并用沸腾乙醇洗去多余溴化试剂,真空条
    件下80~100℃干燥,得到聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物。

    本发明所述的主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物制备方
    法中聚乙二醇的数均分子量为600、800、1000或2000中的一种。

    本发明所述的主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物备方法
    中的芳香族甲基双酚为2-甲基对苯二酚、4-甲基苯基对苯二酚或3,5,3′,5′-四甲
    基联苯二酚中的一种。

    与其他技术相比,本发明所制备的全固态聚合物电解质,操作简单,易于控
    制,在具有良好的离子传导性的同时,还具有优异的耐高温性能及机械强度???br />以应用于电子元器件中,尤其是应用在高温极端环境中。本发明改善了传统聚合
    物电解质在较高温度下失效的缺点,保证了以此全固态聚合物电解质组装的电化
    学器件,如锂离子电池、太阳能电池、超级电容器等在高温极端环境下安全、高
    效地工作。

    附图说明

    图1:实施例1制备的主链含聚乙二醇(Mn=600)结构的聚芳醚酮-聚乙二
    醇溴化共聚物PAEK-PEG600-90%-Br的核磁谱图,该图可说明制备的聚芳醚酮
    -聚乙二醇溴化共聚物结构:化学位移8-7ppm对应的分别是a和b处的氢,
    6.89ppm和2.20ppm分别对应的是c处和e处的氢,化学位移5-3.5ppm对应
    的分别是聚乙二醇链段中f,g,h三处的氢。图1表明聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共
    聚物PAEK-PEG600-90%-Br的成功合成。

    图2:实施例2制备的主链含聚乙二醇(Mn=2000)结构的聚芳醚酮-聚乙
    二醇溴化共聚物PAEK-PEG2000-10%-Br的红外谱图,该图可说明制备的聚芳
    醚酮-聚乙二醇溴化共聚物结构:2871cm-1处为聚乙二醇链段亚甲基(-CH2-)
    特征吸收峰;1106cm-1处为聚乙二醇链段醚氧键(-C-O-C-)特征吸收峰;1652
    cm-1处为主链芳香羰基的特征吸收峰;1598cm-1处与1474cm-1为苯环的特征
    吸收峰;1227cm-1为芳香环主链醚氧键(Ar-O-Ar)的特征吸收峰;557cm-1处为
    溴甲基(-CH2Br)的特征吸收峰。图2表明聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物
    PAEK-PEG2000-10%-Br的成功合成。

    图3:实施例3,实施例4,实施例5,实施例6所制得的全固态电解质1,
    全固态电解质2,全固态电解质3及全固态电解质4的热失重曲线示意图,该图
    可说明制备的全固态电解质热失重起始温度均高于350℃以上,具有优异的热
    稳定性;

    图4:实施例3,实施例4,实施例5,实施例6所制得的全固态电解质1,
    全固态电解质2,全固态电解质3及全固态电解质4的广角X射线衍射图像,该
    图可说明共聚物中芳香环结构和侧基的引入,有效降低了聚乙二醇的结晶性,不
    同无机纳米粒子及锂盐的引入,对聚合物电解质的非晶性结构影响不大;

    图5:实施例3,实施例4,实施例5,实施例6所制得的全固态电解质1,
    全固态电解质2,全固态电解质3及全固态电解质4在不同温度下的离子传导率
    示意图,该图可说明,无机纳米粒子的掺杂,提高了聚合物电解质的离子传导率;

    图6:实施例3,实施例4,实施例5,实施例6所制得的全固态电解质1,
    全固态电解质2,全固态电解质3及全固态电解质4的机械性能测试图,该图可
    说明,无机纳米粒子的掺杂进一步提高了聚合物电解质的机械强度。

    具体实施方式

    下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明,所述的实施例只是对本发明
    的权利要求的具体描述,权利要求包括但不限于所述的实施例内容。

    下述实施例中所述的试剂和材料如无特殊说明,均可从商业途径获得;所述
    实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。

    实施例1:聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物PAEK-PEG600-90%-Br的制备。

    1)在氮气氛围下,称取数均分子质量为600的聚乙二醇15g加入到100mL
    三口瓶中,在搅拌条件下加热到50℃,直至聚乙二醇熔融,逐滴滴加15mL二
    氯亚砜,然后将体系升温至80℃反应6小时,直至反应完全,将反应装置连接
    减压蒸馏装置以除去剩余的二氯亚砜,得到15.50g氯封端的聚乙二醇淡黄色固
    体。

    2)称取4,4′-二氟二苯甲酮3.1420g、3,5,3′,5′-四甲基联苯二酚5.8154g、
    氯封端的聚乙二醇(Mn=600)9.95g、无水碳酸钾3.974g和反应溶剂环丁砜
    50.10mL依次加入到100mL三口瓶中,然后加入带水剂甲苯25mL,反应物经
    充分搅拌溶解后升温至130℃回流4小时,保证完全除去成盐反应生成的水,
    然后除去甲苯,将体系温度升至180℃反应8小时;

    3)将上述制得的聚合物溶液倒入去离子水中析出,得到柔韧的聚合物细条,
    将其用组织粉碎机粉碎后,用去离子水和乙醇分别煮沸5次,以除去残余反应溶
    剂和未参与反应的小分子物质;抽滤后得到产物置于真空烘箱中100度真空干
    燥24小时,从而得到16.35g主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物,
    命名为PAEK-PEG600-90%。

    4)将得到的聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物PAEK-PEG600-90%(4.5g,-CH3
    含量为22.8mmol)在氮气氛围下完全溶解在50mL反应溶剂1,1,2,2-四氯乙烷中,
    置于装配有氮气通口,冷凝管和机械搅拌的100mL三口圆底烧瓶中,在室温搅
    拌下,加入4.623g溴化试剂NBS和0.4196g引发剂BPO,随后将体系升温至
    85℃反应6小时,降至室温后将粘稠液体出料于乙醇中,并用沸腾乙醇纯化48
    小时,真空条件下80℃干燥,得到5.72g聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物,命名
    为PAEK-PEG600-90%-Br。

    该共聚物的结构式如下:


    实施例2:聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物PAEK-PEG2000-10%-Br的制备。

    1)在氮气氛围下,称取数均分子质量为2000的聚乙二醇15g加入到100mL
    三口瓶中,在搅拌条件下加热到50℃,直至聚乙二醇熔融,逐滴滴加12mL二
    氯亚砜,然后将体系升温至80℃反应6个小时,直至反应完全,将反应装置连
    接减压蒸馏装置以除去剩余的二氯亚砜,得到15.61g氯封端的聚乙二醇淡黄色
    固体。

    2)在氮气氛围下,称取4,4′-二氟二苯甲酮4.7131g、2-甲基对苯二酚
    2.9762g、氯封端的聚乙二醇(Mn=2000)4.8g、无水碳酸钾3.974g和反应溶
    剂环丁砜50.10mL依次加入到三口瓶中,然后加入带水剂甲苯25mL,反应物
    经充分搅拌溶解后升温至130℃回流4小时,保证完全除去成盐反应生成的水,
    然后除去甲苯,将体系温度升至180℃反应8小时;

    3)将上述制得的聚合物溶液倒入去离子水中析出,得到柔韧的聚合物细条,
    将其用组织粉碎机粉碎后,用去离子水和乙醇分别煮沸5次,以除去残余反应溶
    剂和未参与反应的小分子物质;抽滤后将产物置于真空烘箱中100℃真空干燥
    24小时,从而得到11.85g主链含聚乙二醇结构的聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物,
    命名为PAEK-PEG2000-10%。

    4)将得到的聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物PAEK-PEG2000-10%(4.5g,-CH3含
    量为25.6mmol)在氮气氛围下完全溶解在50mL反应溶剂1,1,2,2-四氯乙烷中,
    置于装配有氮气通口,冷凝管和机械搅拌的100mL三口圆底烧瓶中,在室温搅
    拌下,加入6.8344g溴化试剂NBS和0.6201g引发剂BPO,随后将体系升温至
    85℃反应6小时,降至室温后将粘稠液体出料于乙醇中,并用沸腾乙醇纯化48
    小时,真空条件下80℃干燥,得到5.62g聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物,命名
    为PAEK-PEG2000-10%-Br。

    该共聚物的结构式如下:


    实施例3:聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物全固态聚合物电解质1的制备。

    1)将实施例2中所制聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物
    PAEK-PEG2000-10%-Br0.8g溶解于8mL反应溶剂N,N-二甲基乙酰胺中,室
    温下搅拌7小时,制得均一、透明的混合溶液。

    2)在步骤(1)制好的混合溶液中加入占聚合物质量30%的高氯酸锂,搅
    拌至完全溶解为均一溶液后,将其倾倒在8×8cm水平聚四氟乙烯板上成膜,80℃
    下真空干燥72小时以除去反应溶剂,得到全固态聚合物电解质1。

    此例不进行苄羟基化,不加入无机纳米粒子,用来做对比例。

    实施例4:聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物掺杂二氧化硅纳米粒子全固态聚合物电解质
    的制备。

    1)将实施例1中所制聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物PAEK-PEG600-90%-Br
    在70℃下浸入1mol/L氢氧化钠溶液中36小时,然后在真空80℃环境下干燥
    24小时,使之前共聚物上的苄溴基团水解后转化为苄羟基,命名为
    PAEK-PEG600-90%-OH。

    2)将0.8g聚合物PAEK-PEG600-90%-OH完全溶解于8mL反应溶剂N,N-
    二甲基乙酰胺中,并将占聚合物质量比为2%的正硅酸乙酯逐滴滴加到反应体系
    中,室温下搅拌7小时,使正硅酸乙酯生成二氧化硅溶胶纳米颗粒,制得混合溶
    液。

    3)在步骤(2)制好的混合溶液中加入占聚合物质量30%的高氯酸锂,搅
    拌至完全溶解为均一溶液后,将其倾倒在8×8cm水平聚四氟乙烯板上成膜,
    80℃下真空干燥72小时以除去反应溶剂,得到全固态聚合物电解质2。

    实施例5:聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物掺杂二氧化钛纳米粒子全固态聚合物电解质
    的制备。

    1)将实施例1中所制聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物PAEK-PEG600-90%-Br
    在70℃下浸入1mol/L氢氧化钾溶液中36小时,然后在真空80℃环境下干燥
    24小时,使之前共聚物上的苄溴基团水解后转化为苄羟基,命名为
    PAEK-PEG600-90%-OH。

    2)将0.8g聚合物PAEK-PEG600-90%-OH完全溶解于8mL反应溶剂N,N-
    二甲基甲酰胺中,并将占聚合物质量比为2%的钛酸四乙酯逐滴滴加到反应体系
    中,室温下搅拌7小时,使钛酸四乙酯生成二氧化钛溶胶纳米颗粒,制得混合溶
    液。

    3)在步骤(2)制好的混合溶液中加入占聚合物质量30%的高氯酸锂,搅
    拌至完全溶解为均一溶液后,将其倾倒在8×8cm水平聚四氟乙烯板上成膜,
    80℃下真空干燥72小时以除去反应溶剂,得到全固态聚合物电解质3。

    实施例6:聚芳醚酮-聚乙二醇共聚物掺杂二氧化硅纳米粒子全固态聚合物电解质
    的制备。

    1)将实施例1中所制聚芳醚酮-聚乙二醇溴化共聚物PAEK-PEG600-90%-Br
    在70℃下浸入1mol/L氢氧化钾溶液中36小时,然后在真空80℃环境下干燥
    24小时,使之前共聚物上的苄溴基团水解后转化为苄羟基,命名为
    PAEK-PEG600-90%-OH。

    2)将0.8g聚合物PAEK-PEG600-90%-OH完全溶解于8mL反应溶剂N,N-
    二甲基乙酰胺中,并将占聚合物质量比为2%的正硅酸乙酯逐滴滴加到反应体系
    中,室温下搅拌7小时,使正硅酸乙酯生成二氧化硅溶胶纳米颗粒,制得混合溶
    液。

    3)在步骤(2)制好的混合溶液中加入占聚合物质量30%的六氟磷酸锂,
    搅拌至完全溶解为均一溶液后,将其倾倒在8×8cm水平聚四氟乙烯板上成膜,
    80℃下真空干燥72小时以除去反应溶剂,得到全固态聚合物电解质4。

    实施例7:对实施例3、4、5、6所制得的全固态聚合物电解质1、2、3、4进
    行了表征及性能测试。

    实施例3、实施例4、实施例5、实施例6所制得的全固态电解质1、全固
    态电解质2、全固态电解质3及全固态电解质4的热失重曲线示意图见图3。

    实施例3、实施例4、实施例5、实施例6所制得的全固态电解质1、全固
    态电解质2、全固态电解质3及全固态电解质4的X-ray衍射图像见图4。

    实施例3、实施例4、实施例5、实施例6所制得的全固态电解质1、全固
    态电解质2、全固态电解质3及全固态电解质4在室温及高温下的离子传导率示
    意图见图5。

    实施例3、实施例4、实施例5、实施例6所制得的全固态电解质1、全固
    态电解质2、全固态电解质3及全固态电解质4的机械性能测试数据见图6。

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    一种 具有 耐热性 机械 强度 有机 无机 杂化全 固态 聚合物 电解质 及其 制备 方法
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