[發明專利]雙層復合固體電解質及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910025818.1
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109904514A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 杜付明;吳遠志;葉拓;謝忠祥;劉偉
• 申請（專利權）人: 湖南工學院
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M10/056
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 王翀;陽江軍

1.一種雙層復合固體電解質，其特征在于，包括第一固體電解質層和第二固體電解質層，所述第二固體電解質層在所述雙層復合固體電解質中的質量含量為30～50％，按質量百分比計，所述第一固體電解質層包括30～70％的聚合物固體電解質和30～70％的氧化物固體電解質；所述第二固體電解質層包括50～80％的聚合物固體電解質和20～50％的硫化物固體電解質。

2.如權利要求1所述的雙層復合固體電解質，其特征在于，所述高分子聚合物包括聚氧化乙烯或其改性物、聚碳酸丙烯酯或其改性物、聚偏二氟乙烯或其改性物、聚甲基丙烯酸甲酯或其改性物、聚硅氧烷或其改性物中的一種或多種的組合；

所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、二氟草酸硼酸鋰中的一種或多種的組合；

所述聚合物固體電解質由質量比為0.5～3:1的高分子聚合物和鋰鹽組成。

3.如權利要求1所述的雙層復合固體電解質，其特征在于，所述氧化物固體電解質選自Li_7-xLa_xZr_2-xT_xO₁₂、Li₁+xAlyGe_2–y(PO₄)₃、Li_3–2zM_zHalO、LiAlO₂、LiZrO₂中的一種，其中，T選自Ta、Nb、Al、Ga、Mg、Ca、Sr、Ba中的一種，M選自Mg、Ca、Sr、Ba中的一種，Hal為Cl或I；0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1。

4.如權利要求1所述的雙層復合固體電解質，其特征在于，所述硫化物固體電解質選自Li₂S-P₂S₅、xLi₂S-(1-x)P₂S₅(x＝60-80)、γ-Li₃PS₄、thio-LISICON、Li₁₀GeP₂S₁₂中的一種，其中，60≤x≤80。

5.一種如權利要求1所述的雙層復合固體電解質的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，將氧化物固體電解質、高分子聚合物、鋰鹽加入溶劑中，分散，得到第一混合溶液；

步驟二，將部分第一混合溶液加入模具，真空揮發溶劑，加熱真空干燥，得到第一固體電解質層；

步驟三，將硫化物固體電解質、高分子聚合物、鋰鹽加入溶劑中，分散，得到第二混合溶液；

步驟四，將部分第二混合溶液加入模具，真空揮發溶劑，加熱真空干燥，得到第二固體電解質層；

步驟五，將第一復合固體電解質和第二復合固體電解質加熱加壓復合，得到雙層復合固體電解質。

6.如權利要求5所述的雙層復合固體電解質的制備方法，其特征在于，所述溶劑為乙腈。

7.如權利要求5所述的雙層復合固體電解質的制備方法，其特征在于，在步驟五中，加熱溫度為50～80℃，加壓壓力為0.5～1MPa。

8.一種全固態鋰硫電池，其特征在于，包括權利要求1-4任意一項所述的雙層復合固體電解質。