[發明專利]用于鋰二次電池的固態電解質

有效

• 申請號: 201780005637.1
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN108475808B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 阿茹娜·扎姆;張博增
• 申請（專利權）人: 納米技術儀器公司
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M10/056;H01M10/0562;H01M10/26;H01G11/56
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 艾娟;鄭霞

1.一種用于可再充電鋰電池的固態電解質組合物，所述電解質組合物包含鋰離子傳導聚合物基質或粘合劑以及分散在所述聚合物基質或粘合劑中或通過所述聚合物基質或粘合劑化學結合的鋰離子傳導無機物種，其中所述鋰離子傳導無機物種選自Li₂CO₃、Li₂O、Li₂C₂O₄、LiOH、LiX、ROCO₂Li、HCOLi、ROLi、(ROCO₂Li)₂、(CH₂OCO₂Li)₂、Li_xSO_y、或其組合，其中X＝F、Cl、I、或Br，R＝烴基，0x≤1并且1≤y≤4；并且其中該聚合物基質或粘合劑的量是該電解質組合物的從1體積％至99體積％；

其中所述聚合物基質或粘合劑包含磺化聚合物、磺化聚合物和電子傳導聚合物的混合物、或磺化聚合物和非電子傳導聚合物的混合物；并且

其中所述磺化聚合物選自下組，該組由以下各項組成：聚(全氟磺酸)、磺化聚四氟乙烯、聚四氟乙烯的磺化全氟烷氧基衍生物、磺化聚砜、磺化聚(醚酮)、磺化聚(醚醚酮)、磺化聚苯乙烯、磺化聚酰亞胺、磺化苯乙烯-丁二烯共聚物、磺化聚氯-三氟乙烯、磺化全氟乙烯-丙烯共聚物、磺化乙烯-氯三氟乙烯共聚物、磺化聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯與六氟丙烯和四氟乙烯的磺化共聚物、乙烯和四氟乙烯的磺化共聚物、聚苯并咪唑、及其化學衍生物、共聚物和共混物。

2.如權利要求1所述的固態電解質組合物，其中所述電子傳導聚合物選自下組，該組由以下各項組成：聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、雙環聚合物、其衍生物、及其組合。

3.如權利要求1所述的固態電解質組合物，其中所述聚合物基質進一步包含分散于其中的填料顆粒。

4.如權利要求3所述的固態電解質組合物，其中所述填料選自金屬氧化物、金屬碳化物、金屬氮化物、金屬硼化物、金屬二硫屬化物、或其組合。

5.如權利要求3所述的固態電解質組合物，其中所述填料選自呈納米線、納米盤、納米帶、或納米片晶形式的鈮、鋯、鉬、鉿、鉭、鎢、鈦、釩、鉻、鈷、錳、鐵或鎳的氧化物、硫化物、硒化物、或碲化物。

6.如權利要求3所述的固態電解質組合物，其中所述填料選自呈納米線、納米盤、納米帶、或納米片晶形式的鈮、鋯、鉬、鉿、鉭、鎢、鈦、釩、鉻、鈷、錳、鐵或鎳的二硫屬化物、或三硫屬化物。

7.如權利要求3所述的固態電解質組合物，其中所述填料選自無機材料的納米盤、或納米片晶，該無機材料選自：(a)硒化鉍或碲化鉍，(b)過渡金屬二硫屬化物或三硫屬化物，(c)鈮、鋯、鉬、鉿、鉭、鎢、鈦、鈷、錳、鐵、或鎳的硫化物、硒化物、或碲化物；(d)氮化硼，或(e)其組合；其中所述納米盤、或納米片晶具有小于100nm的厚度。

8.如權利要求1所述的固態電解質組合物，其中所述鋰離子傳導無機物種具有不小于10^-4S/cm的室溫離子電導率。

9.如權利要求1所述的固態電解質組合物，其中所述鋰離子傳導無機物種具有不小于10^-3S/cm的室溫離子電導率。