[發(fā)明專利]一種鋰電池固體電解質(zhì)膜及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610214376.1
• 申請(qǐng)日: 2016-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN107275673B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳嬌楊;凌仕剛;李泓;陳立泉;許曉雄;黃禎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院物理研究所;中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號(hào): H01M10/0562
• 分類號(hào): H01M10/0562;H01M10/052
• 代理公司: 北京億騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種鋰電池固體電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括在具有空隙的聚合物膜的貼負(fù)極側(cè)涂覆離子導(dǎo)電顆粒，貼正極側(cè)涂覆離子導(dǎo)電顆粒或非離子導(dǎo)電顆粒，制備得到基礎(chǔ)膜；

裝配所述鋰電池，所述基礎(chǔ)膜用作所述鋰電池的隔膜；

在所述鋰電池25-150℃恒電流充放電過程中，負(fù)極側(cè)的液體電解質(zhì)在所述基礎(chǔ)膜的空隙中轉(zhuǎn)化為固體電解質(zhì)，生成固體電解質(zhì)膜；其中，所述固體電解質(zhì)膜在所述離子導(dǎo)電顆粒的間隙原位生長(zhǎng)。

2.一種固體電解質(zhì)膜，其特征在于，所述固體電解質(zhì)膜由基礎(chǔ)膜和填充到所述基礎(chǔ)膜的空隙中的固體電解質(zhì)構(gòu)成；在具有空隙的聚合物膜的貼負(fù)極側(cè)涂覆離子導(dǎo)電顆粒，在正極側(cè)涂覆離子導(dǎo)電顆粒或非離子導(dǎo)電顆粒，制備得到基礎(chǔ)膜；

其中，所述固體電解質(zhì)由負(fù)極側(cè)的液體電解質(zhì)在鋰電池25-150℃恒電流充放電過程中轉(zhuǎn)化形成；所述固體電解質(zhì)膜原位生長(zhǎng)于基礎(chǔ)膜離子導(dǎo)電顆粒的間隙中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體電解質(zhì)膜，其特征在于，

所述基礎(chǔ)膜厚度為1-50μm，孔隙率為4-70％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體電解質(zhì)膜，其特征在于，所述聚合物膜為聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚碳酸酯、聚芳綸、纖維素中的任意一種；

所述聚合物膜的厚度為0.6-30μm，孔隙率為5％-80％。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體電解質(zhì)膜，其特征在于，所述離子導(dǎo)電顆粒為L(zhǎng)i_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃、Li_3yLa₂/_3-yTiO₃、LiZr_2-zTi_z(PO₄)₃、Li_1+mAl_mTi_2-m(PO₄)₃、Li_4-nGe_1-nP_nS₄中的一種或多種；

其中，0≤x≤2、0≤y≤2/3、0≤z≤2、0≤m≤2、0≤n≤1；

所述離子導(dǎo)電顆粒的平均粒徑為10-1000nm；

所述基礎(chǔ)膜的所述離子導(dǎo)電顆粒涂層厚度為0.2-10μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體電解質(zhì)膜，其特征在于，所述非離子導(dǎo)電顆粒為納米氧化鋁、納米氧化硅、納米氧化鋅、納米二氧化鈦中的一種或多種；

所述非離子導(dǎo)電顆粒的粒徑為10-500nm；

所述基礎(chǔ)膜的所述非離子導(dǎo)電顆粒涂層的厚度為0.2-10μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體電解質(zhì)膜，其特征在于，所述液體電解質(zhì)含有至少一種鋰鹽和至少一種有機(jī)溶劑；

所述鋰鹽包括LiPF₆、LiN(CF₃SO₂)₂、LiBF₄、LiClO₄、LiCF₃SO₃、Li(CF₃SO₂)₃、LiNO₃、Li₂CO₃、LiF；

所述有機(jī)溶劑包括EC、PC、VC、VEC、PS、VS、FEC、FMC。