[發(fā)明專利]一種半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)、固態(tài)鋰電池及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010156615.9
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111326789B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭濤;王磊;桑林;劉婧;丁飛;劉興江
• 申請（專利權(quán)）人: 天津中電新能源研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 天津諾德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

1.一種半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)，其特征在于：將交聯(lián)劑、共聚單體、高分子化合物、鋰鹽、無機(jī)化合物和引發(fā)劑共混后60-80℃加熱原位聚合制備得到半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)；

交聯(lián)劑的質(zhì)量百分比為0.3-5%，共聚單體的質(zhì)量百分比為10-40%，高分子化合物的質(zhì)量百分比為5-30%，鋰鹽的質(zhì)量百分比為20-50%，無機(jī)化合物的質(zhì)量百分比為10-50%，引發(fā)劑的質(zhì)量百分比占交聯(lián)劑和共聚單體質(zhì)量的0.15-3%；

所述共聚單體為3-（異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基-三（甲基乙基酮肟）硅烷、全氟烷基乙基丙烯酸酯、七氟丁基甲基丙烯酸酯、六氟丁基甲基丙烯酸酯、八氟戊基甲基丙烯酸酯、甲基丙稀酸六氟異丙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯中的一種或多種；

所述高分子化合物為具有支鏈的低分子量的聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯中的一種或多種，高分子化合物分子量為500-10000之間，采用原位聚合方法制備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物，低分子量的高分子穿梭在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，形成半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)電解質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)，其特征在于：所述交聯(lián)劑為多雙鍵官能團(tuán)單體；交聯(lián)劑為聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、聚醚多丙烯酸酯中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)，其特征在于：所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、二氟草酸硼酸鋰、二草酸硼酸鋰中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)，其特征在于：無機(jī)化合物為LATP、LAGP、LLZO、LPS、LGPS中的一種或多種；

引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、偶氮二異丁腈中的一種。

5.制備權(quán)利要求1-4中任一所述的半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)的方法，其特征在于：將交聯(lián)劑、共聚單體、高分子化合物、鋰鹽、無機(jī)化合物和引發(fā)劑共混后60-80℃加熱原位聚合制備得到半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)。

6.一種包括權(quán)利要求1-4中任一所述的半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)鋰離子電解質(zhì)的固態(tài)鋰電池。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)鋰電池，其特征在于：正極活性材料為NCA、NCM111、NCM523、NCM622、NCM811、Cr_xO_y、LiFePO₄、富鋰錳基和硫中的一種；

負(fù)極為石墨、硅、鋰金屬、鋰鋁合金、鋰硅合金和鋰硼合金中的一種或多種。

8.制備權(quán)利要求6或7所述固態(tài)鋰電池的方法，其特征在于：采用疊片工藝制備，半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)電解質(zhì)涂敷在正極表面；所述的半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)電解質(zhì)電池涂覆正極表面采用60-80℃溫度引發(fā)聚合。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固態(tài)鋰電池的制備方法，其特征在于：所述半互穿網(wǎng)絡(luò)阻燃固態(tài)電解質(zhì)通過滾涂方法涂敷在正極表面，涂覆面積大于正極涂覆面積；固態(tài)電池組裝完成后在60℃烘箱內(nèi)靜止24h。