[發(fā)明專利]一種全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910422565.1
• 申請(qǐng)日: 2019-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN110212239A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳步天;余意
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞東陽(yáng)光科研發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/056
• 分類號(hào): H01M10/056;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳國(guó)新南方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44374
• 代理人: 周雷

本發(fā)明提供了一種全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)及其制備方法，全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)包括無機(jī)填料、PEO和鋰鹽，無機(jī)填料包括MoSi₂或者M(jìn)oSi₂與無機(jī)氧化物的混合物。通過在PEO中添加MoSi₂，使PEO聚合物固體電解質(zhì)具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定穩(wěn)定性能，提高了PEO聚合物固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率，改善聚合物固體電解質(zhì)與電極的相容性能，減小與電極界面的阻抗，改善電池循環(huán)性能，提高了PEO?TiO₂聚合物固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體電解質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物電解質(zhì)是目前常用的鋰電池制備材料。其中聚氧化乙烯(PEO)由于具有非常良好的鋰鹽溶解能力和高的介電常數(shù)廣泛應(yīng)用于鋰電池的制備。

但是，目前存在的聚氧化乙烯基聚合物固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率低電導(dǎo)率為10^-8～10^-6S cm^-1，電化學(xué)窗口窄為4.7V，聚氧化乙烯基聚合物固體電解質(zhì)的結(jié)晶度高達(dá)73.7％。嚴(yán)重影響了材料的導(dǎo)電率，同時(shí)聚氧化乙烯基聚合物固體電解質(zhì)的機(jī)械性能較差、熱穩(wěn)定性差，聚合物固體電解質(zhì)與電極之間的接觸阻抗很大。這些嚴(yán)重影響了鋰金屬電池的電化學(xué)性能。

鑒于此，克服以上現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)及其制備方法。

本發(fā)明的目的可通過以下的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)，所述固體電解質(zhì)包括無機(jī)填料、PEO和鋰鹽，所述無機(jī)填料的質(zhì)量為所述PEO和所述鋰鹽質(zhì)量和的1～80％，所述無機(jī)填料包括MoSi₂或者M(jìn)oSi₂與無機(jī)氧化物的混合物。

優(yōu)選的，所述無機(jī)填料包括1～60質(zhì)量份MoSi₂和100質(zhì)量份無機(jī)氧化物。

優(yōu)選的，所述無機(jī)填料的質(zhì)量為所述PEO和所述鋰鹽質(zhì)量和的5～50％；

和/或，所述無機(jī)填料包括5～40質(zhì)量份MoSi₂和100質(zhì)量份無機(jī)氧化物。

優(yōu)選的，所述無機(jī)氧化物包括SiO₂、ZnO、Al₂O₃、HBO₂或TiO₂中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述PEO的分子質(zhì)量為1w～100w；

和/或，所述PEO中的EO與所述鋰鹽中的鋰原子的摩爾比為4～30：1。

優(yōu)選的，所述鋰鹽包括LiTFSI、LiFSI、LiBOB、LiBF₄、LiODFB、LiClO₄或LiPF₆中的一種或多種。

本發(fā)明還提供了一種全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)的制備方法，用于制備上述任一所述全固態(tài)聚合物固體電解質(zhì)，所述制備方法包括以下步驟：

S1，在乙腈中溶解PEO和鋰鹽，得到聚合物漿料；

S2，在所述聚合物漿料中加入無機(jī)填料混合均勻，得到聚合固體電解質(zhì)漿料，所述無機(jī)填料包括MoSi₂或者M(jìn)oSi₂與無機(jī)氧化物的混合物；

S3，將所述聚合固體電解質(zhì)漿料澆注在模具中，室溫?fù)]發(fā)去除多余溶劑，真空干燥，得到聚合物固體電解質(zhì)膜。