(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111552206.1 (22)申请日 2021.12.17 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114243103 A (43)申请公布日 2022.03.25 (73)专利权人 山西大学 地址 030006 山西省太原市坞城路9 2号 (72)发明人 李娟　王晶　张献明　 (74)专利代理 机构 太原申立德知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 14115 专利代理师 张向莹 (51)Int.Cl. H01M 10/0565(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/42(2006.01)审查员 孙鹏飞 (54)发明名称 一种具有高电导率的锂离子固态电解质的 制备方法 (57)摘要 本发明属于化学合 成技术领域， 具体涉及一 种具有高电导率的锂离子固态电解质的制备方 法， 将双三氟甲磺酸亚胺锂与四丁基膦双三氟甲 磺酸亚胺盐混合得到的锂离子复合电解质装填 于共价有机框架COF孔道中， 制得所述锂离子固 态电解质。 本发 明不仅解决传统液态锂离子电池 溶剂泄漏的安全性问题， 同时塑晶分子有趣的相 变性质及纳米限域效应能够促进锂离子的快速 移动， 显著提高了锂离子的电导率， 进而解决固 态条件下锂离子传导率低下的问题， 为后续固态 电解质的制备提供了可 行的思路。 权利要求书1页 说明书3页 附图6页 CN 114243103 B 2022.11.11 CN 114243103 B 1.一种具有高电导率的锂离子固态电解质的制备方法， 其特征在于， 将双三氟甲磺酸 亚胺锂与四丁基膦双三氟甲磺酸亚胺盐混合得到的锂离子复合电解质装填于共价有机框 架COF孔道中， 制得 所述锂离 子固态电解质； 所述共价有机框架COF选用孔径分布为2.5nm～3.5nm， 孔容为0.8cc/g以上， 且在X ‑射 线粉末衍射图谱中2theta＝2 °～4°范围内具有峰强度不低于10000cps的尖锐衍射峰 的COF 粉末。 2.根据权利要求1所述的一种具有高电导率的锂离子固态电解质的制备方法， 其特征 在于， 具体步骤为： 步骤1： 将共价有机 框架COF粉末进行真空 活化； 步骤2： 将双三氟甲磺酸亚胺锂与四丁基膦双三氟甲磺酸亚胺盐混合， 再将其溶于无水 四氢呋喃溶剂中； 步骤3： 将步骤2得到的混合溶液添加至负载基质COF粉末中， 室温下， 搅拌并减压干燥， 再进行真空干燥， 即得 所述锂离 子固态电解质。 3.根据权利要求2所述的一种具有高电导率的锂离子固态电解质的制备方法， 其特征 在于： 所述 步骤1中真空 活化的时间为6 h～15h。 4.根据权利要求2所述的一种具有高电导率的锂离子固态电解质的制备方法， 其特征 在于： 所述步骤2中四丁基膦双三氟甲磺酸亚胺盐和双三氟甲磺酸亚胺锂的总质量与共价 有机框架COF粉末的质量比例为1.5:1～ 2.5:1。 5.根据权利要求2所述的一种具有高电导率的锂离子固态电解质的制备方法， 其特征 在于： 所述 步骤3中搅拌时间为2h～5 h。 6.根据权利要求2所述的一种具有高电导率的锂离子固态电解质的制备方法， 其特征 在于： 所述 步骤3中真空干燥温度为5 0℃～80℃， 干燥时间为6 h～15h。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114243103 B 2一种具有高电导率的锂离 子固态电解质的制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于化学合成技术领域， 具体涉及 一种具有高电导率的锂离子固态电解质 的制备方法。 背景技术 [0002]目前商业化的锂离子电池由于液态电解质的液体易泄露问题所带来的安全隐患 引起了人们的广泛关注， 采用固态电解质可以从根本上解决这一问题。 然而， 固态锂离子电 解质由于离子迁移速率慢的缺陷导致其锂离子传导率低下， 极大地限制了固态锂电池的发 展。 共价有机框架是一种具有高度有序孔道结构的聚合物材料， 其结构灵活多变， 孔性优 良， 是作为固态电解质的优良选择。 离子塑晶是一种 具有特殊相变特点的小分子固体电解 质材料。 本发明利用C OF的有序孔道结构， 将一种具有较低相变温度区间的离子塑晶小分子 限域至COF的孔道当中， 能够在纳米限域效应下极大改变其相转变温度， 实现室温下的全固 态高锂离 子传导性能。 发明内容 [0003]本发明针对现有技术中存在的问题， 提供一种具有高电导率的锂离子固态电解质 的制备方法， 其借用共价有机框架材料的通道将一种具有较低相变 温度区间的有机离子塑 料晶体装填到其孔道里， 所得到的全固态锂离子电解质解决了传统液态锂离子电池溶剂泄 漏的安全性问题， 同时塑晶分子有趣的相变性质及纳米限域效应能够促进锂离子的快速移 动， 进而解决了固态条件下锂离 子传导率低下的问题。 [0004]为实现上述目的， 本发明是通过以下技 术方案来实现： [0005]一种具有高电导率的锂离子固态电解质的制备方法， 其包括将双三氟甲磺酸亚胺 锂与四丁基膦双三氟甲磺酸亚胺盐混合得到的锂离子复合电解质装填于共价有机框架C OF 孔道中， 制得 所述锂离 子固态电解质。 [0006]上述制备 方法的具体步骤为： [0007]步骤1： 将共价有机框架COF粉末进行真空活化， 选用孔径分布为2.5nm～3.5nm， 孔 容为0.8cc/g以上， 且在X ‑射线粉末衍射图谱中2theta＝2 °～4°范围内具有峰强度不低于 10000cps的尖锐衍 射峰的COF粉末作为负载基质； [0008]步骤2： 将双三氟甲磺酸亚胺锂与四丁基膦双三氟甲磺酸亚胺盐混合， 再将其溶于 无水四氢呋喃溶剂中； [0009]步骤3： 将步骤2得到的混合溶液添加至负载基质COF粉末中， 室温下， 搅拌并减压 干燥， 再进行真空干燥， 即得 所述锂离 子固态电解质。 [0010]进一步， 所述步骤1中真空 活化的时间为6 h～15h。 [0011]进一步， 所述步骤2中四丁基膦双三氟甲磺酸亚胺盐和双三氟甲磺酸亚胺锂的总 质量与共价有机 框架COF粉末的质量比例为1.5:1～ 2.5:1。 [0012]进一步， 所述步骤3中搅拌时间为2h～5 h。说　明　书 1/3 页 3 CN 114243103 B 3