【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解质膜，尤其涉及一种自修复有机无机复合电解质膜及其应用。
技术介绍
1、全固态锂金属电池影响其寿命和倍率的关键问题是锂枝晶的形成和生长。
2、常用的高分子粘结剂在较高温度下容易老化，造成电解质膜变脆，产生干裂纹。其次，电解质膜无法避免锂沉积剥离过程造成的裂纹，裂纹一旦产生无法恢复，这些裂纹是固体电解质中锂枝晶生长的主要原因。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自修复有机无机复合电解质膜及其应用，该复合电解质膜具有多级氢键的物理交联结构，由于多级氢键作用的可逆性，具有裂纹的电解质膜可以在加热刺激下修复。
2、本专利技术提供了一种自修复有机无机复合电解质膜，按照以下方法制得：
3、将pcl-oh在氮气气氛下加热至60～120℃，抽真空，再加入异佛尔酮二异氰酸酯和锡基催化剂，预聚合反应，得到预聚物；
4、将所述预聚物和溶剂混合，搅拌，得到均一溶液；
5、向所述均一溶液中加入扩链剂反应，得到粘度为100～2000mpa.s的聚氨酯脲弹性体溶液；
6、将所述聚氨酯脲弹性体溶液和离子液体、电解质粉体混合，搅拌，得到复合浆料；
7、将所述复合浆料涂覆干燥，得到自修复有机无机复合电解质膜。
8、优选地，所述pcl-oh和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(1:1)～(1:4)；
9、锡基催化剂在预聚合体系中占比0.5～3wt％。
10、优选地，所述
11、优选地，预聚合反应的温度为75～85℃，预聚合反应的时间为1～5h。
12、优选地，所述扩链剂为2-脲基-4-嘧啶酮单元的双羟基封端的扩链剂和/或间苯二甲酰肼；加入扩链剂反应的温度为10～30℃，时间为22～26h。
13、优选地，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基磷酸盐和1-乙基吡啶双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或多种；
14、所述电解质粉体选自硫化物电解质、氧化物电解质和卤化物电解质中的一种或多种。
15、优选地，所述硫化物电解质选自li6ps5cl、li5.5ps5cl1.5、li7p3s11和li10gep2s12中的一种或多种；
16、所述氧化物电解质选自锂镧锆氧(llzo)、锂镧锆钽氧(llzto)和磷酸钛铝锂(latp)中的一种或多种；
17、所述卤化物电解质选自li3incl6或li4yi7。
18、优选地，自修复有机无机复合电解质膜的厚度为20～80μm。
19、本专利技术提供了一种固态锂电池，包括正极片和复合负极片；
20、所述复合负极片按照以下方法制得：
21、将上述技术方案中所述复合浆料刮涂至银碳负极片单面上，干燥，得到复合负极片，厚度20～80μm。
22、将复合负极片的复合浆料层和正极片贴合后进行温等静压处理，封装，得到锂离子电池。
23、优选地，温等静压处理的压力为300～600mpa，温等静压处理的温度为60～120℃，温等静压处理的时间为10～30min。
24、本专利技术提供了一种自修复有机无机复合电解质膜，按照以下方法制得：将pcl-oh在氮气气氛下加热至60～120℃，抽真空，再加入佛尔酮二异氰酸酯和锡基催化剂，预聚合反应，得到预聚物；将所述预聚物和酯类溶剂混合，搅拌，得到均一溶液；向所述均一溶液中加入扩链剂反应，得到粘度为100～2000mpa.s的聚氨酯脲弹性体溶液；将所述聚氨酯脲弹性体溶液和离子液体、电解质粉体混合，搅拌，得到复合浆料；将所述复合浆料涂覆干燥，得到自修复有机无机复合电解质膜。本专利技术在锡基催化剂的作用下，pcl-oh和二异氰酸酯中的异氰酸酯基团(-nco)发生加成反应，形成中间包含聚酯和聚醚的二异氰酸酯；扩链剂的双羟基(-oh)与预聚体两端的异氰酸酯基团(-nco)反应生成氨基甲酸酯键；酰胺基脲键为扩链剂本身的官能团；将酰胺基脲和氨基甲酸酯基团引入到以聚己内酯(pcl)为主链的聚氨酯-脲(puu)中，酰胺基脲和氨基甲酸酯之间可形成多重氢键，聚集成多级氢键阵列；氢键阵列交联无定形的pcl软段，形成高性能聚氨酯脲弹性体材料；聚氨酯脲弹性体材料中由于氢键阵列的可逆性，具有裂纹的电解质膜可以在加热刺激下修复。
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1.一种自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，按照以下方法制得：
2.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，所述PCL-OH和佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(1:1)～(1:4)；
3.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，所述酯类溶剂选自碳酸二甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丁酸丁酯和丁酸己酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，预聚合反应的温度为75～85℃，预聚合反应的时间为1～5h。
5.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，所述扩链剂为2-脲基-4-嘧啶酮单元的双羟基封端的扩链剂和/或间苯二甲酰肼；
6.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基磷酸盐和1-乙基吡啶双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或多种；
7.根据权利要求6所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，所述硫化物电解质选自L
8.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，自修复有机无机复合电解质膜的厚度为20～80μm。
9.一种固态锂电池，其特征在于，包括正极片和复合负极片；
10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，温等静压处理的压力为300～600MPa，温等静压处理的温度为60～120℃，温等静压处理的时间为10～30min。
...【技术特征摘要】
1.一种自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，按照以下方法制得：
2.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，所述pcl-oh和佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(1:1)～(1:4)；
3.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，所述酯类溶剂选自碳酸二甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丁酸丁酯和丁酸己酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，预聚合反应的温度为75～85℃，预聚合反应的时间为1～5h。
5.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征在于，所述扩链剂为2-脲基-4-嘧啶酮单元的双羟基封端的扩链剂和/或间苯二甲酰肼；
6.根据权利要求1所述的自修复有机无机复合电解质膜，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王诚，赵立东，杨志伟，崔晓东，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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