绿色化工技术

本发明涉及电池化学材料，具体涉及一种改性PEO固态电解质及其制备方法，所述PEO固态电解质由PEO基质、锂盐、有机聚合物改性剂和无机填料改性剂所组成；无机填料改性剂为中空介孔二氧化硅纳米颗粒；有机聚合物改性剂PMMA@PVDF‑HFP共聚物是由PMMA（聚甲基丙烯酸乙酯）与PVDF‑HFP（聚偏氟乙烯‑六氟丙烯）通过自由基引发剂共聚得到的共聚物。本发明可大幅度提高传统PEO固态电解质的氧化窗口使其具有高压电极适配性，在提高机械强度和热稳定性，以及降低锂枝晶穿刺风险的同时提供更多锂离子传输路径，提高体系粘度降低极片剥离风险，降低界面阻抗、提高锂离子的转运速率和循环性能。

高安全性固态锂电池：该电解质通过有机-无机共改性显著提升机械强度与热稳定性，可彻底消除液态电解质的泄漏、燃烧风险，适用于电动汽车、航空等对安全性要求极高的领域。例如，在电池针刺实验中保持不燃，大幅降低热失控概率。

宽温域储能设备：无机填料的引入改善了PEO基电解质的低温离子电导率，使其在-20℃~80℃范围内保持稳定工作性能，解决传统固态电池冬季续航骤降问题，适用于极地科考或沙漠光伏储能系统。

柔性可穿戴电子器件：有机组分赋予电解质良好的柔韧性和可加工性，可制成超薄薄膜（<50μm）并耐受弯折，为智能服装、折叠屏手机等设备提供高能量密度且不易形变的微型电源解决方案。

本发明以四氧化三铁纳米颗粒为模板，可采用磁搅拌和磁收集中空介孔SiO2颗粒，使制备的中空介孔SiO2颗粒具有良好的分散度，提高SiO2颗粒与聚合物电解质的高界面接触，使固态电解质膜均一性良好，有利于延长电池循环寿命，且所述制备方法简单、成本低，重复性好。