[發明專利]混合離子電子導電聚合物基界面層及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201811394930.4
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN111211349B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 胡勇勝;張強強;邵元駿;劉麗露;陳立泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525;H01M10/054
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 李楠

本發明實施例涉及一種固體電解質的混合離子電子導電聚合物基界面層及其制備方法和用途，混合離子電子導電聚合物界面層在固體電解質與電池的堿金屬負極相接觸的界面上，為聚合物材料、碳材料和/或碳基材料、堿金屬鹽的復合材料；其中，聚合物材料包括：PEO、PVDF、PPC、PVP、PVDF?HFP中的一種或多種；碳材料包括：天然石墨、人工石墨、石墨微片、乙炔黑、碳納米管、碳纖維、石墨烯、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯或無定形碳中的一種或多種；碳基材料包括：含烷基、羥基、羧基、羰基、氰基、烯基或炔基的有機基團的碳基材料；堿金屬鹽包括：LiClO₄、LiPF₆、LiBOB、CF₃SO₃Li、F₂NLiO₄S₂、C₂F₆NO₄S₂Li的鋰鹽中的一種或多種，或NaClO₄、NaPF₆、CF₃SO₃Na、F₂NNaO₄S₂、C₂F₆NO₄S₂Na的鈉鹽中的一種或多種。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，尤其涉及一種固體電解質的混合離子電子導電聚合物基界面層及其制備方法和用途。

背景技術

經濟的高速發展對能源的需求持續增長，社會的進步喚起人類對環境的熱切關注，作為綠色環保的可再生的能源儲存形式，電池引起了全社會廣泛的關注。目前，各種便攜式小型電子設備、乘用車等，廣泛采用傳統的鋰離子電池作為儲能裝置，而在更大規模的儲能領域及動力電池領域，傳統的利用易燃的有機液體電解液的鋰離子電池存在巨大的安全隱患。研發新一代的安全系數高、能量密度高的電池成為社會發展的要求。

在各種電池體系中，研究人員普遍認為固態電池是最有希望的新一代電池體系。固態電池拋棄了傳統的鋰離子電池中的液態電解液體系，采用熱穩定性和化學穩定性高、電化學窗口寬的固體電解質，不僅解決了鋰離子電池的安全隱患，而且，固態電池可以采用堿金屬負極和高電壓的正極，極大的提高了電池的能量密度。然而，固態電池的實際應用還存在諸多問題，其中一個主要問題就是固體電解質與堿金屬負極的界面接觸問題。為解決這一難題，世界范圍內不同的科研單位及公司等機構提出了多種解決方案，如在固體電解質與堿金屬負極之間引入氧化鋅、氧化鋁、鎂、錫、鍺、金等界面層，然而這些界面層要么原材料價格高，要么儀器昂貴、操作復雜，大規模應用難以實現。因而，研發出一種原材料、儀器設備便宜，操作方法簡便的新型界面層，改善固體電解質與堿金屬負極的界面接觸問題，是固態電池發展的必然要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種固體電解質的混合離子電子導電聚合物界面層及其制備方法和應用，通過混合離子電子導電聚合物界面層降低固體電解質與堿金屬的界面電阻。

為實現上述目的，本發明提供了一種固體電解質的混合離子電子導電聚合物基界面層，包括：所述混合離子電子導電聚合物界面層在固體電解質與電池的堿金屬負極相接觸的界面上；所述混合離子電子導電聚合物界面層為聚合物材料、碳材料和/或碳基材料、堿金屬鹽的復合材料；