CN109546205A - 采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，用化学键将表面功能化的无机氧化物纳米颗粒装均匀地固定在隔膜表面和内部孔道中，将修饰改性过的隔膜夹在正负极材料间，注入混有功能化低聚物和引发剂的电解液，再通过加热引发低聚物原位聚合交联，使电池内部液态物质凝胶化，得到基于有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。本发明形成凝胶态的电解质既能防止电解液泄漏带来的风险，又能降低溶剂分子在电极表面的反应活性。聚合前的液体状态电解质体系可充分浸润电极材料，减小电极/电解质界面电阻；通过无机纳米颗粒表面双键官能团和低聚物链端的双键共聚，增强了无机/聚合物的相容性，聚合后得到成分均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机无机复合材料电解质的锂离子电池的制备方法，特别是还涉及一种聚合物基有机无机复合材料电解质的锂离子电池的制备方法，应用于锂离子电池技术领域。
背景技术
锂离子电池由于具有能量密度高、充放电无记忆效应、使用过程中无污染、存放时自放电小、循环寿命长等优点在日常生活得到了广泛应用。隔膜和电解质是锂离子电池重要组成部分，既保证电池内部正负极间电子绝缘，又提供了锂离子传输通道，其性能的优劣对锂离子电池工作时的实际可用容量、输出功率和使用安全有重要影响。
目前，商业化锂离子电池采用的液态电解质有泄漏、起火、爆炸等风险。而将液态电解质凝胶化能减少泄漏，但是组装电池前预制的凝胶聚合物电解质必须在满足实用的机械强度和传导锂离子所需的柔韧性间做出妥协，同时还要面临与固体电极界面接触不充分、凝胶化后锂离子扩散速度下降等原因导致的内阻偏大的问题。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，通过先在电池内部预先封装交联反应溶液体系作为电解质前体溶液，然后控制电池内电解质前体溶液发生交联反应，能实现组分均匀分布的有机无机复合凝胶聚合物电解质体系的原位制备，使电池内部的液态物质凝胶化，从而得结构稳定、性质均匀的凝胶聚合物电解质，并能适合于多种电极和电解液体系。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
将表面功能化的无机氧化物纳米颗粒均匀地固定在隔膜表面及其内部孔道中，对隔膜进行修饰；然后将修饰过的隔膜裁剪成合适尺寸，夹在正极和负极材料之间进行设置，叠放好后放入电池外包装中；然后向电池的电解质腔中注入含有功能化低聚物组分和引发剂组分的电解液，作为反应体系溶液装入电池中，将电池封装静置6～15h后，使含功能化低聚物的电解液先浸润固态电极材料和无机氧化物纳米颗粒，然后对电池进行加热，引发电池内反应体系溶液进行低聚物原位聚合交联反应，使电池内部的液态物质凝胶化，控制进行交联反应的加热温度为60～90℃，交联反应时间为1.5～4h；在交联反应完成后，对电池进行冷却，从而得到包含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池，其中电解液中的主要组分浓度或含量为：
导电锂盐在电解液中的浓度：0.2～10mol·L-1；
功能化低聚物占电解液的质量比：4～15％；
引发剂占电解液的质量比：0.02～0.24％；
通过聚合交联在电池中电解质中形成的三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用，束缚电解质中的自由溶剂分子，并以通过修饰得到的多孔隔膜作凝胶态的电解质骨架，功能化无机纳米颗粒通过化学键分别连接隔膜和凝胶聚合网络，形成凝胶态的聚合物基复合材料电解质。
优选上述无机氧化物纳米颗粒的表面功能化的官能团为乙烯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基中的任意一种基团或者任意多种基团。
优选上述功能化低聚物为含乙氧基结构的二、三或四官能度的烯丙基醚、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯中任意一种单一聚合物和或者任意多种混合聚合物。作为本发明进一步优选的技术方案，在进行聚合反应之前，在配制电解液中，功能化低聚物为聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三烯丙基醚、季戊四醇四丙烯酸酯和过氧化叔戊酸叔丁酯中任意一种单一聚合物或任意几种的混合聚合物。
优选上述隔膜负载的无机氧化物为二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铝中的任意一种纳米材料或者任意几种的混合纳米材料。
上述隔膜优选采用聚烯烃膜、纤维素膜、玻璃纤维无纺布和微孔隔膜中的任意一种。
上述正极材料优选采用钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂电极材料中的任意一种材料或者任意几种的混合材料制成。
上述负极优选采用金属锂、石墨、硅碳复合材料中的任意一种或者任意几种材料制成。
上述引发剂优选采用油溶性偶氮类引发剂和过氧类自由基引发剂中的任意一种或者二者的混合物。进一步右旋引发剂为偶氮二异庚腈引发剂、过氧化二叔丁基引发剂、过氧化苯甲酰引发剂和氧化叔戊酸叔丁酯引发剂中任意一种引发剂或者任意多种的混合引发剂。
作为本发明优选的技术方案，通过无机纳米颗粒表面双键官能团和低聚物链端的双键共聚，形成无机和有机聚合物的复合材料介质。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明制备的有机无机复合凝胶聚合物电解质包含无机氧化物、乙氧基、丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯等组分，综合利用了多种材料的协同作用来提升锂离子电池的性能；
2.本发明通过化学键将无机组分固定在基底隔膜上，能防止纳米颗粒在后续处理过程中团聚而降低复合材料的性能，同时改善了隔膜与电解液的亲和性；
3.本发明制备的电池封装后原位聚合形成凝胶，在电池内电解质与固态材料界面形成良好接触，减小了电池内部的界面阻抗；
4.本发明制备的锂离子电池的凝胶聚合物电解质中，功能化无机纳米颗粒通过化学键分别连接基底隔膜和凝胶聚合网络，提高了凝胶与隔膜的相容性，有利于形成结构稳定、性质均匀的凝胶聚合物电解质。
附图说明
图1为本发明实施例一采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法原理图。
图2为本发明实施例一制备的锂离子电池的凝胶电解质的锂离子迁移对比图。
图3为本发明实施例一制备的含有凝胶电解质的锂离子电池与液体电解质电池的倍率性能对比图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一
在本实施例中，参见图1，一种采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
用3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷功能化二氧化硅纳米颗粒修饰乙烯隔膜，将表面功能化的无机氧化物纳米颗粒4均匀地固定在隔膜3表面及其内部孔道中，对隔膜3进修饰；然后将修饰过的隔膜3裁剪成制备目标锂离子电池所需的尺寸，将剪裁好的修饰过的隔膜3夹在钴酸锂正极1和金属锂负极材料8之间进行设置，叠放好后放入电池外包装7中；然后向电池的电解质腔中注入含有功能化低聚物组分2即聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异庚腈引发剂组分的电解液6，作为反应体系溶液装入电池中，将电池封装静置6h后，使含功能化低聚物的电解液6先浸润固态电极材料和无机氧化物纳米颗粒4，固态电极材料包括钴酸锂正极1和金属锂负极材料8，然后对电池进行加热，引发电池内反应体系溶液进行低聚物原位聚合交联反应，使电池内部的液态物质凝胶化，控制进行交联反应的加热温度为80℃，交联反应时间为2h；在交联反应完成后，对电池进行冷却，从而得到包含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池，其中电解液6中的主要组分浓度或含量为：
采用钴酸锂作为正极活性材料5，导电锂盐在电解液6中的浓度：1.0mol·L-1；
功能化低聚物2占电解液6的质量比：15％；
引发剂占电解液6的质量比：0.06％；
通过聚合交联在电池中电解质中形成的三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用，束缚电解质中的自由溶剂分子，并以通过修饰得到的多孔的隔膜3作凝胶态的电解质骨架，功能化无机纳米颗粒4通过化学键分别连接隔膜3和凝胶聚合网络，形成凝胶态的聚合物基复合材料电解质，得到含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。
在本实施例中，参见图1，本实施例采用表面功能化的无机氧化物纳米颗粒装均匀地固定在隔膜表面和内部孔道中，然后将修饰过的隔膜裁剪成合适尺寸，夹在正极和负极材料之间，叠放好后放入电池外包装中，注入含有功能化低聚物和引发剂的电解液，封装静置一段时间后加热引发聚合交联，得到包含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。本实施例方法简单、高效并易于实现。
实验测试分析：
将本实施例制备的含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池进行锂离子迁移性能和电池电性能分析测试。图2为本发明实施例一制备的锂离子电池的凝胶电解质的锂离子迁移对比图。图3为本发明实施例一制备的含有凝胶电解质的锂离子电池与液体电解质电池的倍率性能对比图。从图2可知，PEtLi+为采用液体电解质/PE隔膜体系的传统的锂离子电池的液体电解质，采用液体电解质/PE隔膜体系的锂离子迁移数为0.33，GPEtLi+为本实施例制备的锂离子电池的凝胶电解质的锂离子迁移数为0.51，本实施例凝胶电解质的锂离子迁移数高于采用液体电解质/PE隔膜体系的锂离子迁移数。从图3可知，凝胶电解质电池与液体电解质电池的倍率性能明显提高。
本实施例制备出一种基于有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池，选取表面通过化学键固定无机氧化物纳米颗粒的高强度多孔隔膜作骨架，保证了电解质的机械强度和无机添加剂的均匀分散。注入含功能化低聚物的电解液先浸润固态材料再引发原位聚合交联，解决了凝胶聚合物电解质与电极材料的界面接触问题。此外，无机氧化物纳米颗粒表面的双键官能团可以参与低聚物的聚合交联反应，形成化学键既能增强聚合物网络的机械强度，又能提升无机物与聚合物网络的相容性。纳米氧化物颗粒同时提高了锂离子迁移数，从而提升了锂离子扩散能力，即使在凝胶状态下也表现出良好的倍率性能。
通过图2和图3可知，本实施例具有如下突出特点和显著进步：
首先，制备的有机无机复合凝胶聚合物电解质包含无机氧化物、丙烯酰氧丙基、有机碳酸酯组分，综合利用了多种材料的协同作用来提升锂离子电池的性能。
其次，通过化学键将无机组分固定在基底隔膜上，能防止纳米颗粒在后续处理过程中团聚而降低复合材料的性能，同时改善了隔膜与电解液的亲和性。
第三，电池封装后原位聚合形成凝胶，在电池内电解质与固态材料界面形成良好接触，减小了电池内部的界面阻抗。
第四，功能化无机纳米颗粒通过化学键分别连接基底隔膜和凝胶聚合网络，提高了凝胶与隔膜的相容性，有利于形成结构稳定、性质均匀的凝胶聚合物电解质。
第五，提高了凝胶电池中锂离子的迁移数。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
用乙烯基三乙氧基硅烷功能化二氧化锆纳米颗粒修饰聚乙烯-聚丙烯-聚乙烯复合隔膜，将表面功能化的无机氧化物纳米颗粒4均匀地固定在隔膜3表面及其内部孔道中，对隔膜3进修饰；然后将修饰过的隔膜3裁剪成制备目标锂离子电池所需的尺寸，将剪裁好的修饰过的隔膜3夹在磷酸铁锂正极1和石墨负极材料8之间进行设置，叠放好后放入电池外包装7中；然后向电池的电解质腔中注入含有功能化低聚物组分2即乙氧基化三羟甲基丙烷三烯丙基醚和过氧化二叔丁基引发剂组分的电解液6，作为反应体系溶液装入电池中，将电池封装静置12h后，使含功能化低聚物的电解液6先浸润固态电极材料和无机氧化物纳米颗粒4，固态电极材料包括钴酸锂正极1和金属锂负极材料8，然后对电池进行加热，引发电池内反应体系溶液进行低聚物原位聚合交联反应，使电池内部的液态物质凝胶化，控制进行交联反应的加热温度为65℃，交联反应时间为3h；在交联反应完成后，对电池进行冷却，从而得到包含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池，其中电解液6中的主要组分浓度或含量为：
采用磷酸铁锂作为正极活性材料5，导电锂盐在电解液6中的浓度：10mol·L-1；
功能化低聚物2占电解液6的质量比：8％；
引发剂占电解液6的质量比：0.12％；
通过聚合交联在电池中电解质中形成的三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用，束缚电解质中的自由溶剂分子，并以通过修饰得到的多孔的隔膜3作凝胶态的电解质骨架，功能化无机纳米颗粒4通过化学键分别连接隔膜3和凝胶聚合网络，形成凝胶态的聚合物基复合材料电解质，得到含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。
本实施例的锂离子电池的凝胶电解质的锂离子迁移数为0.55，本实施例凝胶电解质的锂离子迁移数高于采用液体电解质/PE隔膜体系的锂离子迁移数，本实施例凝胶电解质电池与液体电解质电池的倍率性能明显提高。本实施例基于有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。其制备方法用化学键将一种表面功能化的无机氧化物纳米颗粒装均匀地固定在隔膜表面和内部孔道中，将修饰改性过的隔膜夹在正、负极材料间，注入混有功能化低聚物和引发剂的电解液，然后通过加热引发低聚物原位聚合交联，使电池内部的液态物质凝胶化，得到一种基于有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。聚合交联形成三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用束缚电解质中的自由溶剂，形成凝胶态的电解质既能防止电解液泄漏带来的风险，又能降低溶剂分子在电极表面的反应活性。聚合前的液体状态电解质体系可充分浸润电极材料，减小电极/电解质界面电阻；通过无机纳米颗粒表面双键官能团和低聚物链端的双键共聚，增强了无机/聚合物的相容性，聚合后得到成分均匀。本实施例对提高锂离子电池安全性能、电化学性能以及使用寿命等具有重要意义。
实施例三
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
用3-甲基丙烯酰氧丙基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷功能化二氧化钛纳米颗粒修饰纤维素隔膜，将表面功能化的无机氧化物纳米颗粒4均匀地固定在隔膜3表面及其内部孔道中，对隔膜3进修饰；然后将修饰过的隔膜3裁剪成制备目标锂离子电池所需的尺寸，将剪裁好的修饰过的隔膜3夹在三元锂正极1和碳硅复合材料负极材料8之间进行设置，叠放好后放入电池外包装7中；然后向电池的电解质腔中注入含有功能化低聚物组分2即季戊四醇四丙烯酸酯和过氧化苯甲酰引发剂组分的电解液6，作为反应体系溶液装入电池中，将电池封装静置10h后，使含功能化低聚物的电解液6先浸润固态电极材料和无机氧化物纳米颗粒4，固态电极材料包括钴酸锂正极1和金属锂负极材料8，然后对电池进行加热，引发电池内反应体系溶液进行低聚物原位聚合交联反应，使电池内部的液态物质凝胶化，控制进行交联反应的加热温度为60℃，交联反应时间为1.5h；在交联反应完成后，对电池进行冷却，从而得到包含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池，其中电解液6中的主要组分浓度或含量为：
采用三元锂电极材料作为正极活性材料5，导电锂盐在电解液6中的浓度：0.2mol·L-1；
功能化低聚物2占电解液6的质量比：4％；
引发剂占电解液6的质量比：0.24％；
通过聚合交联在电池中电解质中形成的三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用，束缚电解质中的自由溶剂分子，并以通过修饰得到的多孔的隔膜3作凝胶态的电解质骨架，功能化无机纳米颗粒4通过化学键分别连接隔膜3和凝胶聚合网络，形成凝胶态的聚合物基复合材料电解质，得到含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。
本实施例的锂离子电池的凝胶电解质的锂离子迁移数为0.44，本实施例凝胶电解质的锂离子迁移数高于采用液体电解质/PE隔膜体系的锂离子迁移数，本实施例凝胶电解质电池与液体电解质电池的倍率性能明显提高。本实施例基于有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。其制备方法用化学键将一种表面功能化的无机氧化物纳米颗粒装均匀地固定在隔膜表面和内部孔道中，将修饰改性过的隔膜夹在正、负极材料间，注入混有功能化低聚物和引发剂的电解液，然后通过加热引发低聚物原位聚合交联，使电池内部的液态物质凝胶化，得到一种基于有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。聚合交联形成三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用束缚电解质中的自由溶剂，形成凝胶态的电解质既能防止电解液泄漏带来的风险，又能降低溶剂分子在电极表面的反应活性。聚合前的液体状态电解质体系可充分浸润电极材料，减小电极/电解质界面电阻；通过无机纳米颗粒表面双键官能团和低聚物链端的双键共聚，增强了无机/聚合物的相容性，聚合后得到成分均匀。本实施例对提高锂离子电池安全性能、电化学性能以及使用寿命等具有重要意义。
实施例四
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
用乙烯基三甲氧基硅烷功能化三氧化二铝纳米颗粒修饰玻璃纤维无纺布，作为隔膜，将表面功能化的无机氧化物纳米颗粒4均匀地固定在隔膜3表面及其内部孔道中，对隔膜3进修饰；然后将修饰过的隔膜3裁剪成制备目标锂离子电池所需的尺寸，将剪裁好的修饰过的隔膜3夹在三元锂正极1和碳硅复合材料负极材料8之间进行设置，叠放好后放入电池外包装7中；然后向电池的电解质腔中注入含有功能化低聚物组分2即乙氧基化三羟甲基丙烷三烯丙基醚和过氧化叔戊酸叔丁酯引发剂组分的电解液6，作为反应体系溶液装入电池中，将电池封装静置15h后，使含功能化低聚物的电解液6先浸润固态电极材料和无机氧化物纳米颗粒4，固态电极材料包括钴酸锂正极1和金属锂负极材料8，然后对电池进行加热，引发电池内反应体系溶液进行低聚物原位聚合交联反应，使电池内部的液态物质凝胶化，控制进行交联反应的加热温度为90℃，交联反应时间为4h；在交联反应完成后，对电池进行冷却，从而得到包含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池，其中电解液6中的主要组分浓度或含量为：
采用三元锂电极材料作为正极活性材料5，导电锂盐在电解液6中的浓度：0.2mol·L-1；
功能化低聚物2占电解液6的质量比：10％；
引发剂占电解液6的质量比：0.15％；
通过聚合交联在电池中电解质中形成的三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用，束缚电解质中的自由溶剂分子，并以通过修饰得到的多孔的隔膜3作凝胶态的电解质骨架，功能化无机纳米颗粒4通过化学键分别连接隔膜3和凝胶聚合网络，形成凝胶态的聚合物基复合材料电解质，得到含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。
本实施例的锂离子电池的凝胶电解质的锂离子迁移数为0.46，本实施例凝胶电解质的锂离子迁移数高于采用液体电解质/PE隔膜体系的锂离子迁移数，本实施例凝胶电解质电池与液体电解质电池的倍率性能明显提高。本实施例基于有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。其制备方法用化学键将一种表面功能化的无机氧化物纳米颗粒装均匀地固定在隔膜表面和内部孔道中，将修饰改性过的隔膜夹在正、负极材料间，注入混有功能化低聚物和引发剂的电解液，然后通过加热引发低聚物原位聚合交联，使电池内部的液态物质凝胶化，得到一种基于有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池。聚合交联形成三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用束缚电解质中的自由溶剂，形成凝胶态的电解质既能防止电解液泄漏带来的风险，又能降低溶剂分子在电极表面的反应活性。聚合前的液体状态电解质体系可充分浸润电极材料，减小电极/电解质界面电阻；通过无机纳米颗粒表面双键官能团和低聚物链端的双键共聚，增强了无机/聚合物的相容性，聚合后得到成分均匀。本实施例对提高锂离子电池安全性能、电化学性能以及使用寿命等具有重要意义。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将表面功能化的无机氧化物纳米颗粒均匀地固定在隔膜表面及其内部孔道中，对隔膜进行修饰；然后将修饰过的隔膜裁剪成合适尺寸，夹在正极和负极材料之间进行设置，叠放好后放入电池外包装中；然后向电池的电解质腔中注入含有功能化低聚物组分和引发剂组分的电解液，作为反应体系溶液装入电池中，将电池封装静置6～15h后，使含功能化低聚物的电解液先浸润固态电极材料和无机氧化物纳米颗粒，然后对电池进行加热，引发电池内反应体系溶液进行低聚物原位聚合交联反应，使电池内部的液态物质凝胶化，控制进行交联反应的加热温度为60～90℃，交联反应时间为1.5～4h；在交联反应完成后，对电池进行冷却，从而得到包含有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池，其中电解液中的主要组分浓度或含量为：
导电锂盐在电解液中的浓度：0.2～10mol·L-1；
功能化低聚物占电解液的质量比：4～15％；
引发剂占电解液的质量比：0.02～0.24％；
通过聚合交联在电池中电解质中形成的三维立体聚合物网络与有机碳酸酯分子的相互作用，束缚电解质中的自由溶剂分子，并以通过修饰得到的多孔隔膜作凝胶态的电解质骨架，功能化无机纳米颗粒通过化学键分别连接隔膜和凝胶聚合网络，形成凝胶态的聚合物基复合材料电解质。
2.根据权利要求1所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述无机氧化物纳米颗粒的表面功能化的官能团为乙烯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基中的任意一种基团或者任意多种基团。
3.根据权利要求1所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述功能化低聚物为含乙氧基结构的二、三或四官能度的烯丙基醚、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯中任意一种单一聚合物和或者任意多种混合聚合物。
4.根据权利要求3所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：在进行聚合反应之前，在配制电解液中，功能化低聚物为聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三烯丙基醚、季戊四醇四丙烯酸酯和过氧化叔戊酸叔丁酯中任意一种单一聚合物或任意几种的混合聚合物。
5.根据权利要求1所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述隔膜负载的无机氧化物为二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铝中的任意一种纳米材料或者任意几种的混合纳米材料。
6.根据权利要求1所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述隔膜采用聚烯烃膜、纤维素膜、玻璃纤维无纺布和微孔隔膜中的任意一种。
7.根据权利要求1所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述正极材料采用钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂电极材料中的任意一种材料或者任意几种的混合材料制成。
8.根据权利要求1所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述负极采用金属锂、石墨、硅碳复合材料中的任意一种或者任意几种材料制成。
9.根据权利要求1所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述引发剂采用油溶性偶氮类自由基引发剂和过氧类自由基引发剂中的任意一种或者二者的混合物。
10.根据权利要求9所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：引发剂为偶氮二异庚腈引发剂、过氧化二叔丁基引发剂、过氧化苯甲酰引发剂和氧化叔戊酸叔丁酯引发剂中任意一种引发剂或者任意多种的混合引发剂。
11.根据权利要求1所述采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法，其特征在于：通过无机纳米颗粒表面双键官能团和低聚物链端的双键共聚，形成无机和有机聚合物的复合材料介质。
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