[發(fā)明專利]全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910707474.2
• 申請(qǐng)日: 2019-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN110429344A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋阿敏;賀明輝;黃科程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市比克動(dòng)力電池有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/058
• 分類號(hào): H01M10/058;H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 許青華

1.全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

S1. 制備聚合物基質(zhì)膜：將第一聚合物與溶劑均勻混合后，采用相轉(zhuǎn)化法制成薄膜，即得到具有若干緊密排列的垂直通孔的聚合物基質(zhì)膜；

S2. 制備聚合物電解質(zhì)薄層：將無機(jī)粉料、鋰鹽、第二聚合物以及適量助劑逐步加入溶劑中，在充滿氬氣的手套箱內(nèi)攪拌形成聚合物電解質(zhì)，隨后在控制水分、氧分的環(huán)境中刮涂成膜，于室溫靜置后進(jìn)行真空干燥，即得到聚合物電解質(zhì)薄層；

S3. 熱壓浸漬制備復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)：將S2制得的聚合物電解質(zhì)薄層置于S1中聚合物基質(zhì)膜的上部，在100-350℃的真空烘箱中將所述聚合物電解質(zhì)熔化熱壓入聚合物基質(zhì)膜的垂直通孔中。

2.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述制備聚合物基質(zhì)膜的步驟為：（1）將第一聚合物溶解在溶劑A中，攪拌得到均勻成膜溶液；（2）將成膜溶液刮涂于平板表面，形成薄膜；（3）將表面有薄膜的平板置于溶劑B中浸泡1-10h后取出，進(jìn)行干燥處理，得到聚合物基質(zhì)膜；所述溶劑A和溶劑B不同。

3.如權(quán)利要求2所述的全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述成膜溶液中第一聚合物的濃度為5-20%；所述第一聚合物的分子量為10000-1000000；所述第一聚合物和第二聚合物各自獨(dú)立地為聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲醛、聚環(huán)氧丙烷、聚碳酸乙烯酯、聚乙烯乙酸酯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、和纖維素中的一種或其中幾種的共聚物或共混物；所述溶劑A和溶劑B選自乙醇、丙酮、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基二酰胺、二甲基亞砜、乙腈、四氫呋喃、去離子水、環(huán)丁砜中的一種或幾種。

4.如權(quán)利要求3所述的全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述第一聚合物和第二聚合物相同；或者所述第一聚合物和第二聚合物不同。

5.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述第二聚合物與鋰鹽的鋰氧比為10-20；所述第二聚合物與無機(jī)粉料的質(zhì)量比為（80-100）：（1-20）。

6.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述無機(jī)粉料為惰性填料納米SiO₂、Al₂O₃、TiO₂顆粒、BaTiO₃、分子篩中的一種或幾種，或者為活性填料LiAlO₂、LLZTO、LAGP、LLTO、LGPS中的一種或幾種；所述鋰鹽為高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、草酸二氟硼酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、雙丙二酸硼酸、丙二酸草酸硼酸鋰中的一種或幾種；所述助劑為甲氧基聚乙二醇硼酸酯、甲氧基聚乙二醇鋁酸酯、丁二腈、碳酸乙烯亞乙酯、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、四乙二醇二甲醚中的一種或幾種；所述溶劑為乙腈、四氫呋喃、去離子水、丙酮、甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基二酰胺、乙酸乙酯、環(huán)丁砜中的一種或幾種。

7.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟S2中，于室溫靜置1-10h后進(jìn)行真空干燥，真空干燥的溫度為25-100℃，時(shí)間為24-48h；步驟S3中熔化熱壓的時(shí)間為10-24h。

8.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟S3處理后，聚合物基質(zhì)膜表面還剩余有聚合物電解質(zhì)。

9.全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)，其由權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述制備方法制備得到。

10.一種全固態(tài)鋰離子電池，包括正極、負(fù)極和介于所述正極和負(fù)極之間的電解質(zhì)，其特征在于，所述電解質(zhì)為權(quán)利要求9所述的全固態(tài)復(fù)合型聚合物電解質(zhì)。