[發明專利]一種鋰空氣電池超疏水固態電解質及其制備方法

有效

• 申請號: 202010077991.9
• 申請日: 2020-02-02
• 公開（公告）號: CN111342117B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 王楠;韓貞毅;唐玲玲
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M12/08;H01M10/42;B82Y40/00;B82Y30/00
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1.一種鋰空氣電池超疏水固態電解質，其特征在于，所述鋰空氣電池超疏水固態電解質由超疏水材料和固態電解質組成，超疏水材料噴涂在固態電解質表面；所述超疏水材料，是將納米氧化鈷、三氟乙基磺酸、PVA水溶液混合，加入庚烷作為溶劑進行加熱攪拌溶解，得到超疏水預處理溶液，噴涂在固態電解質表面得到。

2.如權利要求1所述的一種鋰空氣電池超疏水固態電解質，其特征在于，所述固態電解質的材料是由聚合物基體、鋰鹽和離子導電無機材料構成，所述聚合物基體為聚丙烯酰胺，所述鋰鹽為雙丙二酸硼酸鋰衍生物，所述離子導電無機材料為Li_6.5La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂；將聚合物基體、鋰鹽和離子導電無機材料混合后，加入丙酮作為溶劑真空攪拌，再倒入模具加熱后真空干燥，得到固態電解質。

3.如權利要求1所述的一種鋰空氣電池超疏水固態電解質的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)將納米氧化鈷、三氟乙基磺酸和PVA水溶液進行混合后，加入庚烷作為溶劑在40～60℃下攪拌3h，得到超疏水預處理溶液；

(2)將聚合物基體、鋰鹽和離子導電材料混合后加入丙酮作為溶劑真空攪拌，真空度為-0.1MPa，得到漿料后倒入模具加熱并真空干燥，得到固態電解質；

(3)將步驟(1)得到的超疏水預處理溶液在常溫下噴涂到步驟(2)得到的固態電解質表面，成膜后于40～50℃下干燥，得到超疏水固態電解質。

4.如權利要求3所述的一種鋰空氣電池超疏水固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，PVA水溶液質量分數為5％。

5.如權利要求3所述的一種鋰空氣電池超疏水固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，納米氧化鈷、三氟乙基磺酸、PVA水溶液和庚烷之間的重量配比為1：3～5：7～9：8～10。

6.如權利要求3所述的一種鋰空氣電池超疏水固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，按質量分數計，漿料中，聚合物基體的含量為70％～80％，鋰鹽的含量為10％～20％，離子導電無機材料的含量為10％～20％。

7.如權利要求3所述的一種鋰空氣電池超疏水固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，得到的漿料在80℃下加熱至溶劑完全蒸發，在90～100℃下真空干燥3h。

8.如權利要求3所述的一種鋰空氣電池超疏水固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟(3)中噴涂后膜的厚度為100～200nm。