【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态电解质的，尤其涉及一种增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质及其制备方法。
技术介绍
1、固态电解质作为锂离子电池的核心组成部分，近年来受到了广泛关注。它们具有提高电池安全性、抑制锂枝晶生长等优点，是实现高能量密度电池的关键材料。然而，现有固态电解质在界面兼容性、离子导电性以及热稳定性等方面仍存在不足。传统固态电解质与电极材料之间的界面阻抗较大，导致电池充放电效率降低；同时，固态电解质的离子传输效率有限，这限制了电池的功率密度和循环稳定性。此外，固态电解质在高温环境下的化学稳定性和机械性能也需要进一步提高，以满足电池在极端条件下的应用需求。因此，开发新型的固态电解质材料，改善其综合性能，已成为当前研究的热点。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中固态电解质存在的界面兼容性不足、离子导电性有限以及热稳定性和化学稳定性有待提高等技术问题，本专利技术提供了一种增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，以解决这些问题并提升固态电解质的整体性能。通过创新的化学修饰和材料复合策略，本专利技术旨在实现更优的电解质-电极界面粘附性、提高离子传输效率、增强机械和化学稳定性，以及确保在宽电压和高温环境下的可靠性，满足高能量密度和高安全性电池的需求。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、s1：将2,3,7,8-吩嗪四胺盐酸盐进行胺基保护反应，然后将反应产
5、
6、式中，r1为2～5个碳原子数的烷烃基；r2为3个或4个碳原子数的烷烃基；r3为甲基或乙基；
7、s2：将步骤s1得到的吩嗪四胺衍生物作为第一cof单体与含有醛基的第二cof单体在催化剂的作用下，升温反应，沉淀分离后形成接枝有三烷基硅烷的cof颗粒；
8、s3：将步骤s2得到的cof颗粒与聚硅氧烷、锂盐和溶剂高能球磨混合均匀，然后涂覆在基底上，固化后得到所述聚硅氧烷基固态电解质。
9、本申请步骤s1通过胺基保护和脱保护步骤，实现了对吩嗪四胺盐酸盐的特定化学修饰，由此不仅增强了界面粘附力，还显著提高了电解质与电极材料的界面相容性，从而降低了界面阻抗并提升了离子传输效率。此外，吩嗪四胺衍生物的引入还增加了电解质的机械强度和化学稳定性，有助于维持电池在充放电过程中的结构完整性，提高电池的循环稳定性。
10、进一步，本申请步骤s2通过将吩嗪四胺衍生物与含醛基的单体在催化剂作用下反应，形成具有三烷基硅烷接枝的cof颗粒，其具有高度有序多孔结构的cof材料，这些结构以其稳定的席夫碱链接从而显著增强了化学和热稳定性，为电池在高温环境下的应用提供了保障。同时，cof颗粒的引入还进一步增强了固态电解质的机械强度，优化了孔隙结构，提高了离子的扩散率和传输性能。三烷基硅烷的接枝进一步增强了cof颗粒与聚硅氧烷基电解质的界面相容性，降低了界面阻抗，提升了电池的充放电性能。此外，cof颗粒的高比表面积和多孔性为离子提供了更多的传输通道，提高了电池的充放电效率和循环稳定性。
11、本申请步骤s3通过高能球磨混合cof颗粒、聚硅氧烷、锂盐和溶剂，制备出均匀的复合材料，然后涂覆并固化在基底上形成聚硅氧烷基固态电解质，不仅增强了聚硅氧烷基固态电解质的界面兼容性，而且提高了电解质的离子导电性。此外，本申请的固态电解质展现出更好的热稳定性和电化学稳定性，允许电池在更宽的电压范围和高温环境下安全运行。
12、作为优选的技术方案，所述胺基保护反应为在碱性物质存在的条件下，所述2,3,7,8-吩嗪四胺盐酸盐与boc酸酐进行反应，得到n-boc吩嗪四胺反应产物。
13、作为优选的技术方案，所述碱性物质为三乙胺、二异丙基乙胺、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氢氧化钠中的至少一种。
14、作为优选的技术方案，所述溴代三烷基硅烷为(3-溴丙基)三乙氧基硅烷、4-溴丁基三甲氧基硅烷、3-溴丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
15、作为优选的技术方案，所述烷基锂为正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、异丙基锂、乙基锂中的至少一种。
16、作为优选的技术方案，所述脱boc保护基反应是在酸性条件下进行。
17、作为优选的技术方案，所述酸性条件的酸性物质采用盐酸或三氟乙酸。
18、作为优选的技术方案，所述含有醛基的第二cof单体为乙二醛、丁二醛、对苯二甲醛、呋喃二甲醛、戊二醛中的至少一种。
19、作为优选的技术方案，所述为liclo4、lipf6、libf4、litaf6、licf3so3、lin(so2cf3)2、litfsi、litf中的至少一种。
20、本专利技术的另外一方面是提供一种增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质，所述聚硅氧烷基固态电解质采用如上述增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法制备得到。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，通过引入吩嗪四胺衍生物形成cof结构，不仅实现了电解质与电极材料之间的化学键合，而且显著提高了界面的粘附性和离子的传输效率。这种设计不仅增强了电解质的机械强度和化学稳定性，还提高了电解质的热稳定性和电化学窗口，有助于提升电池的整体性能和安全性。
23、总的来说，本专利技术的聚硅氧烷基固态电解质不仅展示了优异的界面兼容性和离子导电性，而且保证了在宽电压和高温环境下的应用可靠性，整体综合性能强，可满足高能量密度和高安全性电池的长期耐久性和稳定性需求。
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1.一种增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，其特征在于，所述胺基保护反应为在碱性物质存在的条件下，所述2,3,7,8-吩嗪四胺盐酸盐与BOC酸酐进行反应，得到N-Boc吩嗪四胺反应产物。
3.如权利要求1所述增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，其特征在于，所述碱性物质为三乙胺、二异丙基乙胺、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氢氧化钠中的至少一种。
4.如权利要求1所述增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，其特征在于，所述溴代三烷基硅烷为(3-溴丙基)三乙氧基硅烷、4-溴丁基三甲氧基硅烷、3-溴丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
5.如权利要求1所述增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，其特征在于，所述烷基锂为正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、异丙基锂、乙基锂中的至少一种。
6.如权利要求1所述增强界面兼容性的聚硅氧烷基固态电解质制备方法，其特征在于，所述脱Boc保护基反应是在酸性条件下进行。
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