[發明專利]無機-有機復合固態電解質及其制備方法以及組裝的全固態鋰電池

在審

• 申請號: 201811222182.1
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109378521A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 蔡超;石彬;李楊;徐志彬;任麗彬;王磊;桑林;丁飛;劉興江
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

1.一種無機-有機復合固態電解質，其特征在于，包括以下質量百分比的組分：

聚合物粘結劑 5％-60％

具有離子導電性的鋰鹽 10％-80％

無機納米顆粒 10％-40％

所述聚合物粘結劑，包括含有丙烯腈、苯乙烯或硅氧官能團的衍生物聚丙烯腈、丁腈橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、氫化丁腈橡膠、硅氧樹脂或其衍生物中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述無機-有機復合固態電解質，其特征在于，所述具有離子導電性的鋰鹽為高氯酸鋰LiClO₄，六氟砷酸鋰LiAsF₆，四氟硼酸鋰LiBF₄，六氟磷酸鋰LiPF₆，三氟甲基磺酸鋰LiCF₃SO₃，雙(三氟甲基磺酸)亞胺鋰LiTFSi，三(三氟甲基磺酸)甲基鋰LiC(CF₃SO₂)₃，雙草酸硼酸鋰LiBOB，二氟(草酸)硼酸鋰LiBF₂(C₂O₄)，雙(氟磺酰)亞胺鋰LiFSi，二氟草酸硼酸鋰LiODFB中的一種或者幾種。

3.根據權利要求1所述無機-有機復合固態電解質，其特征在于，所述無機納米顆粒為活性快離子導體或惰性無機顆粒。

4.根據權利要求3所述無機-有機復合固態電解質，其特征在于，所述活性快離子導體為Li₇La₃Zr₂O₁₂，Li_xLa₂/_3-xTi0₃，Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃，LiAlO₂，Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂，Li₁₀GeP₂S₁₂，yLi₂S·(100-y)P₂S₅中的一種或幾種，其中M＝Ta，Nb，0.25<x<2,30≤y≤70。

5.根據權利要求3所述無機-有機復合固態電解質，其特征在于，所述惰性無機顆粒為SiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂、BaTiO₃中的一種或幾種。

6.如權利要求1所述無機-有機復合固態電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，將聚合物粘結劑按照1-4:30的質量比加入到分散介質中，室溫下進行攪拌、超聲配成均勻的聚合物粘結劑溶液；

步驟二，將鋰鹽以及無機納米顆粒加入步驟一制備的聚合物粘結劑溶液中，攪拌后獲得均勻聚合物粘結劑-鋰鹽-無機納米顆粒漿料；

步驟三，將步驟二中得到的聚合物粘結劑-鋰鹽-無機納米顆粒漿料涂布在聚四氟乙烯板上，在惰性氣氛中經過50℃下真空干燥12h，經過充分干燥去除分散介質后的固態電解質膜從聚四氟乙烯基板上剝離，得到固態電解質膜。

7.根據權利要求6所述無機-有機復合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述分散介質為碳酸酯、芳香烴、叔胺、醚類中的一種或幾種。

8.根據權利要求6所述無機-有機復合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟三中涂布方式采用刮涂、噴涂、旋涂或靜電涂布。