[發(fā)明專利]具有三維貫穿結(jié)構(gòu)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)和全固態(tài)鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010196910.7
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111326786B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張趙帥;趙偉;李素麗;李俊義;徐延銘
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0561
• 分類號: H01M10/0561;H01M10/0564;H01M10/0525
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 黃健;臧建明

1.一種具有三維貫穿結(jié)構(gòu)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)具有利用聚合物電解質(zhì)形成的三維貫穿結(jié)構(gòu)骨架，該三維貫穿結(jié)構(gòu)骨架的兩端一體形成聚合物電解質(zhì)功能層，無機(jī)電解質(zhì)材料填充于所述三維貫穿結(jié)構(gòu)骨架中，其中，所述聚合物電解質(zhì)組成包括聚合物基質(zhì)和鋰鹽，所述無機(jī)電解質(zhì)材料組成包括無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和添加助劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三維貫穿結(jié)構(gòu)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述三維貫穿結(jié)構(gòu)骨架及聚合物電解質(zhì)功能層采用3D打印技術(shù)制備，所述三維貫穿結(jié)構(gòu)骨架包括貫通于兩端聚合物電解質(zhì)功能層之間的柱狀結(jié)構(gòu)和/或交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中填充有所述無機(jī)電解質(zhì)材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有三維貫穿結(jié)構(gòu)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述無機(jī)電解質(zhì)材料與所述聚合物電解質(zhì)的質(zhì)量比為1：(1～10)；

所述鋰鹽占所述聚合物電解質(zhì)質(zhì)量的5％～40％；

所述添加助劑占所述無機(jī)電解質(zhì)材料的質(zhì)量的1％～10％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三維貫穿結(jié)構(gòu)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)至少為聚氧化乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、熱塑性聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯中的一種；所述鋰鹽至少為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、三氟甲磺酸鋰和二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的一種；所述無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)至少為鈣鈦礦型電解質(zhì)、石榴石型電解質(zhì)、NASICON型電解質(zhì)、LISICON型電解質(zhì)和硫化物電解質(zhì)中的一種；所述添加助劑至少為電解液和離子液體中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有三維貫穿結(jié)構(gòu)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，

所述硫化物電解質(zhì)至少為Li₂S-P₂S₅基硫化物電解質(zhì)和Li₆PS₅X中的一種，其中，Li₆PS₅X中的X為Cl，Br或I；

所述鈣鈦礦型電解質(zhì)基體材料為Li_3xLa_2/3-xTiO₃，其中，0≤x≤0.5；

所述石榴石型電解質(zhì)為Li_7-nLa₃Zr_2-nTa_nO₁₂或Li_7-nLa₃Zr_2-nNb_nO₁₂，其中，0≤n≤0.6；或為Li_6.4-xLa₃Zr_2-xTa_xAl_0.2O₁₂，其中，0.2≤x≤0.5；

所述NASICON型電解質(zhì)基體材料為Li_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃，其中，0≤x≤0.5，M為Ti或Ge；

所述LISICON型電解質(zhì)為Li_4-xGe_1-xP_xS₄，其中，x＝0.4或x＝0.6；所述離子液體至少為季銨類、咪唑類、吡咯類、吡啶類離子液體中的一種。