CN111987352A - 一种掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂离子电池制备技术领域，尤其涉及一种掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质及其制备方法。本发明设计的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：首先通过两步水热法制备钛酸锶纳米线，然后以聚氧化乙烯‑聚醋酸乙烯酯为基体，以双三氟甲烷磺酰亚胺锂为锂盐，以钛酸锶纳米线为填料，采用溶液浇铸法和热压处理制备电解质薄膜，得到掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质。本发明得到的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质具有较好的离子导电性、界面稳定性、机械稳定性和良好的热稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池制备技术领域，尤其涉及一种掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质及其制备方法。
背景技术
传统锂离子电池多采用易挥发、易燃烧的有机液体电解质，存在着火乃至***等安全隐患。以固体电解质代替液体电解质，可以保障锂离子电池的安全性，抑制锂枝晶的形成，提高电池的能量密度。但固体电解质的离子电导率比液体电解质低了几个数量级，极大地限制了其在锂离子电池中的实际应用。固体电解质一般分为无机和有机聚合物固体电解质。较无机固体电解质而言，由聚合物基体和导电锂盐组成的有机聚合物固体电解质质轻、柔韧性好、热稳定性高、与电极的相容性好，且制备过程简单，具有较好的应用前景。PEO基聚合物电解质是迄今为止研究最广泛，也是最有希望大规模商业化生产的一种聚合物电解质体系。但PEO基体的室温结晶度高(60-70％)，室温离子电导率低，不宜直接作为电解质使用。为此，国内外科研工作者们采用了多种改性的方法来增强体系的导电性能，主要包括加入增塑剂、共聚、共混及添加无机填料等。其中，共混技术简单有效，在实际生产中有巨大潜力。同时，添加无机填料如Al2O3、SiO2、TiO2和ZrO2等有助于协同提升PEO基聚合物电解质材料的机械强度和离子电导率。然而，由于这些无机填料主要以颗粒的形式添加，锂离子传输过程中必须穿过这些颗粒填料之间的众多连接点，致使其对离子电导率的提升有限。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质及其制备方法，本发明得到的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质具有较好的离子导电性、界面稳定性、机械稳定性和良好的热稳定性。
为实现上述目的，本发明所设计的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质，包括基体和锂盐，所述基体为聚氧化乙烯-聚醋酸乙烯酯，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂，其特征在于，它还包括一维无机填料，所述一维无机填料为钛酸锶纳米线，所述钛酸锶纳米线的长径比为20～40。
作为优选方案，所述掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质是由以下成分制备而成，各成分的重量份数为：聚氧化乙烯50～65份、聚醋酸乙烯酯8～25份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂13～15份和钛酸锶纳米线4～25份。
作为优选方案，所述掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质是由以下成分制备而成，各成分的重量份数为：聚氧化乙烯50～54份、聚醋酸乙烯酯10～20份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂14～15份、钛酸锶纳米线4～25份。
作为优选方案，所述掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质是由以下成分制备而成，各成分的重量份数为：聚氧化乙烯54份、聚醋酸乙烯酯20份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂14份、钛酸锶纳米线4份。
作为优选方案，所述聚氧化乙烯的粘均分子量为1×105～1×106；聚醋酸乙烯酯的粘均分子量为5×104。
一种掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：首先通过两步水热法制备钛酸锶纳米线，然后以聚氧化乙烯-聚醋酸乙烯酯为基体，双三氟甲烷磺酰亚胺锂为锂盐，钛酸锶纳米线为填料，采用溶液浇铸法和热压处理制备电解质薄膜，得到掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质。
作为优选方案，其制备方法具体包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：将二氧化钛纳米颗粒加入到氢氧化钠溶液中，160℃～200℃水热12～24h，将反应得到的沉淀物用去离子水洗涤、干燥得到钛酸钠纳米线；将钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶按照Sr:Ti＝3：4～1：1的摩尔比配置混合溶液，在160℃～200℃下水热4～12h，用去离子水和乙醇溶液对反应所得产物洗涤、干燥得到钛酸锶纳米线；
(2)制备复合电解质：将所得钛酸锶纳米线与有机溶剂乙腈混合，超声分散10～30分钟，加入聚合物基体聚氧化乙烯、聚醋酸乙烯酯及锂盐双三氟甲烷磺酰亚胺锂，搅拌8～12小时，得到半透明粘稠溶胶；将所得溶胶倒入聚四氟乙烯模具中，自然干燥后，于40～60℃真空干燥12～48h，最后进行热压处理得到固体聚合物复合电解质膜。
作为优选方案，所述步骤(2)中，所述聚氧化乙烯、聚醋酸乙烯酯、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、钛酸锶纳米线的重量份数为，聚氧化乙烯50～65份、聚醋酸乙烯酯8～25份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂13～15份和钛酸锶纳米线4～25份。
作为优选方案，所述热压的压力为5～10MPa，保压时间为5～10分钟。
作为优选方案，所述步骤(1)中，将得到的钛酸钠纳米线与聚乙烯醇充分分散后再加入到八水合氢氧化锶溶液中。
本发明的原理：将钛酸锶纳米线加入到PEO-PVAC聚合物固体电解质中，一方面钛酸锶具有高介电常数，能够大大降低聚合物的结晶度，改变体系的链段运动能力，提高离子电导率；另一方面电解质离子和钛酸锶纳米线表面化学基团之间强的路易斯酸碱反应促进金属盐的解离并稳定阴离子，提高离子电导率。此外，钛酸锶纳米线作为一维无机填料，在电解质中能提供更加连续的离子传导通路，提升离子电导率。
本发明的优点在于：与现有的聚合物固体电解质相比，本发明通过向聚合物基体中添加一维钛酸锶纳米线作为填料，降低了聚合物的结晶度，提供了更加连续的离子传导通路，最终提高了固体电解质的离子电导率。
与现有技术相比，本发明制备得到的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质，热稳定性、界面稳定性和安全性能好，室温离子电导率高，达8.8×10-4S/cm，且制备工艺简单可控，易于实现工业化生产。
附图说明
图1为实施例1采用两步水热法制备的钛酸锶纳米线的XRD图；
图2为实施例1采用两步水热法制备的钛酸锶纳米线的SEM图；
图3为实施例1得到的电解质膜的SEM图；
图4为实施例1制备的掺杂钛酸锶纳米线的固体电解质的阻抗图；
图5为实施例2制备的掺杂钛酸锶纳米线的固体电解质的阻抗图；
图6为实施例3制备的掺杂钛酸锶纳米线的固体电解质的阻抗图；
图7为实施例4制备的掺杂钛酸锶纳米线的固体电解质的阻抗图；
图8为实施例5制备的掺杂钛酸锶纳米线的固体电解质的阻抗图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。
实施例1
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再将反应得到的沉淀物用去离子水洗涤、干燥得到钛酸钠纳米线粉体，将钛酸钠纳米线在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为3：4，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应4h，用去离子水和乙醇溶液对反应所得产物洗涤、干燥得到钛酸锶纳米线粉体；结合图1和图2所示，采用两步水热法制备的钛酸锶纳米线的XRD图和SEM图，得到的钛酸锶纳米线的长径比在20～40。
(2)制备复合电解质：称取0.14g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.54g聚氧化乙烯PEO粉、0.20g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.04g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，10MPa压力下热压10min，得到如图3所示的均匀的复合电解质膜，结合图4所示，其离子电导率达8.8×10-4S/cm。
实施例2
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再将反应得到的沉淀物用去离子水洗涤、干燥得到钛酸钠纳米线粉体。将钛酸钠纳米线在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为1：1，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应4h，用去离子水和乙醇溶液对反应所得产物洗涤、干燥得到钛酸锶纳米线粉体。
(2)制备复合电解质：称取0.14g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.55g聚氧化乙烯PEO粉、0.20g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.09g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，10MPa压力下热压10min，得到均匀的复合电解质膜，结合图5所示，其离子电导率达1.0×10-4S/cm。
实施例3
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再将反应得到的沉淀物用去离子水洗涤、干燥得到钛酸钠纳米线粉体。将钛酸钠纳米线在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为4：5，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应4h，用去离子水和乙醇溶液对反应所得产物洗涤、干燥得到钛酸锶纳米线粉体。
(2)制备复合电解质：称取0.14g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.55g聚氧化乙烯PEO粉、0.20g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.18g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，10MPa压力下热压10min，得到均匀的复合电解质膜，结合图6所示，其离子电导率达1.1×10-4S/cm。
实施例4
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再将反应得到的沉淀物用去离子水洗涤、干燥得到钛酸钠纳米线粉体。将钛酸钠纳米线在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为1：1，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应8h，用去离子水和乙醇溶液对反应所得产物洗涤、干燥得到钛酸锶纳米线粉体。
(2)制备复合电解质：称取0.14g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.54g聚氧化乙烯PEO粉、0.10g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.06g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，10MPa压力下热压10min，得到均匀的复合电解质膜，结合图7所示，其离子电导率达2.6×10-4S/cm。
实施例5
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再将反应得到的沉淀物用去离子水洗涤、干燥得到钛酸钠纳米线粉体。将钛酸钠纳米线和2g/L聚乙烯醇PVA在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为1：1，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应4h，用去离子水和乙醇溶液对反应所得产物洗涤、干燥得到钛酸锶纳米线粉体。
(2)制备复合电解质：称取0.14g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.54g聚氧化乙烯PEO粉、0.10g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.24g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，10MPa压力下热压10min，得到均匀的复合电解质膜，结合图8所示，其离子电导率达3.2×10-4S/cm。
实施例6
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再经过后续处理得到钛酸钠纳米线粉体。将钛酸钠纳米线和2g/L聚乙烯醇PVA在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为1：1，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应4h，经后续处理得到钛酸锶纳米线粉体。
(2)制备复合电解质：称取0.13g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.50g聚氧化乙烯PEO粉、0.10g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.20g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，10MPa压力下热压10min，得到均匀的复合电解质膜，其离子电导率达3.6×10-4S/cm。
实施例7
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再经过后续处理得到钛酸钠纳米线粉体。将钛酸钠纳米线和2g/L聚乙烯醇PVA在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为1：1，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应4h，经后续处理得到钛酸锶纳米线粉体。
(2)制备复合电解质：称取0.15g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.65g聚氧化乙烯PEO粉、0.08g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.07g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，5MPa压力下热压10min，得到均匀的复合电解质膜，其离子电导率达1.2×10-4S/cm。
实施例8
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再经过后续处理得到钛酸钠纳米线粉体。将钛酸钠纳米线和2g/L聚乙烯醇PVA在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为1：1，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应4h，经后续处理得到钛酸锶纳米线粉体。
(2)制备复合电解质：称取0.14g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.60g聚氧化乙烯PEO粉、0.25g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.08g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，8MPa压力下热压10min，得到均匀的复合电解质膜，其离子电导率达2.3×10-4S/cm。
实施例9
掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：配置浓度为10mol/L的氢氧化钠水溶液，加入1g纳米二氧化钛，搅拌均匀得到悬浊液，所制备的悬浊液转移到水热反应釜中，置于180℃水热反应12h，再经过后续处理得到钛酸钠纳米线粉体。将钛酸钠纳米线和2g/L聚乙烯醇PVA在搅拌作用下，加入1mol/L八水合氢氧化锶中，其中钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶的摩尔比为1：1，搅拌均匀得到前驱体溶液，将得到的前驱体溶液转移至水热反应釜中，置于180℃下水热反应4h，经后续处理得到钛酸锶纳米线粉体。
(2)制备复合电解质：称取0.15g双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI粉、0.50g聚氧化乙烯PEO粉、0.10g聚醋酸乙酸酯PVAC及0.25g钛酸锶纳米线粉，所用PEO粉的分子量为1×106，PVAC粉的分子量为5×104。将真空干燥后的双三氟甲烷磺酰亚胺锂粉置于乙腈溶液中，机械搅拌20min至完全溶解，然后将干燥的钛酸锶纳米线粉加入混合均匀的上述溶液中，超声分散30min后，在机械搅拌下完全分散于溶液，最后加入干燥后的聚氧化乙烯和聚醋酸乙烯酯搅拌12h，形成均匀的悬浊液。将得到的悬浊液采用浇注成型的方法导入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥4～8h，然后置于真空干燥箱中在40℃干燥48h成膜，剥离后在温度为45℃，8MPa压力下热压10min，得到均匀的复合电解质膜，其离子电导率达3.9×10-4S/cm。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质，包括基体和锂盐，所述基体为聚氧化乙烯-聚醋酸乙烯酯，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂，其特征在于，它还包括一维无机填料，所述一维无机填料为钛酸锶纳米线，所述钛酸锶纳米线的长径比为20～40。
2.根据权利要求1所述的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质，其特征在于，所述掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质是由以下成分制备而成，各成分的重量份数为：聚氧化乙烯50～65份、聚醋酸乙烯酯8～25份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂13～15份和钛酸锶纳米线4～25份。
3.根据权利要求2所述的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质，其特征在于，所述掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质是由以下成分制备而成，各成分的重量份数为：聚氧化乙烯50～54份、聚醋酸乙烯酯10～20份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂14～15份、钛酸锶纳米线4～25份。
4.根据权利要求2所述的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质，其特征在于，所述掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质是由以下成分制备而成，各成分的重量份数为：聚氧化乙烯54份、聚醋酸乙烯酯20份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂14份、钛酸锶纳米线4份。
5.根据权利要求2所述的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质，其特征在于，所述聚氧化乙烯的粘均分子量为1×105～1×106；聚醋酸乙烯酯的粘均分子量为5×104。
6.一种掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，其特征在于，包括步骤：首先通过两步水热法制备钛酸锶纳米线，然后以聚氧化乙烯-聚醋酸乙烯酯为基体，双三氟甲烷磺酰亚胺锂为锂盐，钛酸锶纳米线为填料，采用溶液浇铸法和热压处理制备电解质薄膜，得到掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质。
7.根据权利要求6所述的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，其特征在于，其制备方法具体包括步骤：
(1)制备钛酸锶纳米线：将二氧化钛纳米颗粒加入到氢氧化钠溶液中，160℃～200℃水热12～24h，将反应得到的沉淀物用去离子水洗涤、干燥得到钛酸钠纳米线；将钛酸钠纳米线和八水合氢氧化锶按照Sr:Ti＝3：4～1：1的摩尔比配置混合溶液，在160℃～200℃下水热4～12h，用去离子水和乙醇溶液对反应所得产物洗涤、干燥得到钛酸锶纳米线；
(2)制备复合电解质：将所得钛酸锶纳米线与有机溶剂乙腈混合，超声分散10～30分钟，加入聚合物基体聚氧化乙烯、聚醋酸乙烯酯及锂盐双三氟甲烷磺酰亚胺锂，搅拌8～12小时，得到半透明粘稠溶胶；将所得溶胶倒入聚四氟乙烯模具中，自然干燥后，于40～60℃真空干燥12～48h，最后进行热压处理得到固体聚合物复合电解质膜。
8.根据权利要求7所述的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述聚氧化乙烯、聚醋酸乙烯酯、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、钛酸锶纳米线的重量份数为：聚氧化乙烯54～55份、聚醋酸乙烯酯10～20份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂14份和钛酸锶纳米线4～24份。
9.根据权利要求7所述的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，其特征在于，所述热压的压力为5～10MPa，保压时间为5～10分钟。
10.根据权利要求7所述的掺杂钛酸锶纳米线的聚合物固体电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将得到的钛酸钠纳米线与聚乙烯醇充分分散后再加入到八水合氢氧化锶溶液中。
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