[發明專利]一種固態化電解質及其制備和應用

在審

• 申請號: 201710198588.X
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107069079A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 李月姣;戴玉娟;郭萃;吳鋒;陳人杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

1.一種固態化電解質，其特征在于，由鋰鹽、離子液體和金屬有機框架組成；其中所述鋰鹽和離子液體的總質量與金屬有機框架質量比為1～2:1；所述鋰鹽在離子液體中的濃度為0.2mol/L～1.0mol/L。

2.根據權利要求1所述的固態化電解質，其特征在于，所述鋰鹽選自LiTFSI、LiN(SO₂CF₃)₂、LiCF₃SO₃或LiC(SO₂CF₃)₃中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的固態化電解質，其特征在于，所述離子液體為雙三氟甲磺酰亞胺鹽；優選N-甲基,丙基吡咯烷雙三氟甲磺酰亞胺鹽、N-甲基,丁基吡咯烷雙三氟甲磺酰亞胺鹽、N-甲基,丙基哌啶雙三氟甲磺酰亞胺鹽、N-甲基,丁基哌啶雙三氟甲磺酰亞胺鹽中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的固態化電解質，其特征在于，所述金屬有機框架選自沸石咪唑脂骨架結構材料(ZIFs)，優選ZIF-5、ZIF-7、ZIF-67、ZIF-69、ZIF-95或ZIF-100中的一種或多種。

5.一種權利要求1-4任一所述金屬有機框架摻雜離子液體的固態化電解質的制備方法，其特征在于，包括步驟如下：

步驟(1)：在充滿保護氣體且水分含量少于1ppm的反應裝置內，將鋰鹽和離子液體混合均勻，至鋰鹽完全溶解，得混合液；

步驟(2)：在混合液中加入金屬有機框架，得固態化電解質。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，加入金屬有機框架后，球磨，混合均勻，得到固態化電解質，球磨轉速250～400r·min^-1；

或者，加入金屬有機框架后，將混合液溶于溶劑，混勻后真空干燥得到固態化電解質。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述真空干燥的工藝參數為75℃～85℃，-110kPa～-90kPa。

8.權利要求1-4任一所述固態化電解質在電池中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述電池為鋰二次電池，太陽能電池或超級電容器。

10.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述鋰二次電池的電極活性材料為LiFePO₄、LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂、LiCoO₂和Li₄Ti₅O₁₂。