[發明專利]一種復合聚合物固態電解質及其制備方法

在審

• 申請號: 201810130945.3
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108448167A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 趙玉超;劉進;沈劍輝;王雷
• 申請（專利權）人: 福建猛獅新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔;姜謐

本發明公開了一種復合聚合物固態電解質及其制備方法，包括如下重量份的組分：聚氧化乙烯PEO 120～200重量份、鋰鹽7～13重量份、STOBA 1～8重量份和固態電解質70～120重量份成。本發明采用混入鋰鹽和固態電解質以降低聚氧化乙烯的結晶度，同時鋰鹽和固態電解質都具有較高離子電導率，在三種材料復合之后能夠進一步提高電解質的離子電導率，并且STOBA的加入則是有助于優化固態電解質膜(片)的安全性能。

技術領域

本發明屬于固態電解質技術領域，具體涉及一種復合聚合物固態電解質及其制備方法。

背景技術

目前各國政策以及生態環境的破壞、能源匱乏等原因推動鋰離子電池的大力發展。傳統的鋰離子電池由于產品構造及技術的局限性使得鋰離子電池產品存在漏液、易燃易爆、使用溫度范圍窄等多種不足之處，而固態電池完全消除了電解液腐蝕和泄露的安全隱患，熱穩定性更高；不必封裝液體，支持串行疊加排列和雙極結構，提高生產效率；電化學穩定窗口寬(可達5V以上)，可以匹配高電壓電極材料，固體電解質一般是單離子導體，幾乎不存在副反應，使用壽命更長。因此對于全固態鋰離子電池的研發也應運而生。

傳統液態鋰電池主要包括正負極片、隔膜以及電解液，液態鋰離子電池的結構組成具有局限性的技術難題，例如：液體電解質的易燃易爆的特性，以及隔膜占據一定的空間，而且高溫狀態下使用會使隔膜熱縮，從而導致短路等問題。在電池正負極短路或者極端環境情況下，導致電池內部產生過多的熱量，引起電解液等可燃性物質發熱失控，引發起火和爆炸等事故。同時隔膜的存在也是傳統鋰電的一個詬病，導電金屬物體在外力作用下穿刺隔膜引起電池短路。為了解決這些技術難題，現有技術中開發的硫化物固態電解質，具有較高的電導率，但是現有的硫化物固態電解質空氣中的穩定性很差，而且固固界面形成的較高的空間電荷層，正負極與硫化物固態電解質體系匹配兼容性很差。上述技術的背景，要求實現高安全性、寬泛的工作溫度的固態電池目標，提高生產效率等問題，還有一定難度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合聚合物固態電解質。

本發明的另一目的在于提供上述復合聚合物固態電解質的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種復合聚合物固態電解質，包括如下重量份的組分：

其中，聚氧化乙烯PEO為100000～10000000，STOBA由馬來酰亞胺類化合物和尿素類化合物以1～19∶1的質量比組成。

在本發明的一個優選實施方案中，所述鋰鹽為雙三氟甲基磺酰亞胺鋰LiTFSI、LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃和LiN(CF₃SO₂)₂中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述固態電解質為Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃、La_0.5Li_0.sTiO₃、Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂、Li₁₀GeP₂S₁₂、LiPON和70Li₂S·30P₂S₅中的至少一種，上述X＝0～1。