[發明專利]一種層狀復合固態電解質薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010412379.2
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111584932A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 景茂祥;陳菲;劉權垚;楊華;沈湘黔
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種層狀復合固態電解質薄膜，其特征在于，所述的層狀復合固態電解質薄膜由聚合物固態電解質主體層和柔性聚合物固態電解質修飾層組成，室溫離子電導率為10^-4～10^-3S/cm，電化學窗口4～5V，拉伸強度為10～40MPa。

2.如權利要求1所述的一種層狀復合固態電解質薄膜，其特征在于，所述的柔性聚合物固態電解質修飾層中的柔性聚合物為聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丁烯酯和聚雙酚A碳酸酯中的一種；所述的柔性聚合物固態電解質修飾層中的鋰鹽為雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰和六氟磷酸鋰中的一種；所述柔性聚合物固態電解質修飾層中的填料為鋰鑭鋯氧、鉭摻雜鋰鑭鋯氧、鋁摻雜鋰鑭鋯氧、氧化鋁和氟化鋁中的一種。

3.如權利要求1所述的一種層狀復合固態電解質薄膜，其特征在于，所述的柔性聚合物固態電解質修飾層中的鋰鹽占所述聚合物的5～20％，所述的柔性聚合物固態電解質修飾層中的填料質量占所述聚合物的10～25％。

4.如權利要求1所述的一種層狀復合固態電解質薄膜，其特征在于，所述的聚合物固態電解質主體層中的聚合物為聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚偏氯乙烯中的一種；所述的聚合物固態電解質主體層中的鋰鹽為雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰和六氟磷酸鋰中的一種；所述的聚合物固態電解質主體層中的填料為鋰鑭鋯氧、鉭摻雜鋰鑭鋯氧、鋁摻雜鋰鑭鋯氧和鋰鑭鈦氧中的一種。

5.如權利要求1所述的一種層狀復合固態電解質薄膜，其特征在于，所述的聚合物固態電解質主體層中的鋰鹽占所述聚合物的20～50％；所述的聚合物固態電解質主體層中的填料質量占所述聚合物的5～25％。

6.如權利要求1所述的一種層狀復合固態電解質薄膜，其特征在于所述的柔性聚合物固態電解質修飾層的膜厚度為5～20微米，聚合物固態電解質主體層的膜厚度為10～50微米。

7.如權利要求1所述的一種層狀復合固態電解質薄膜，其特征在于，制備過程的具體步驟如下：

(1)將主體層聚合物和修飾層聚合物分別溶解于溶劑中，50℃水浴加熱4～6h，形成聚合物濃度為0.05～0.5g/mL的均勻溶膠；將鋰鹽、填料依次分散于主體層和修飾層的聚合物溶液中，攪拌均勻；

(2)將步驟(1)中制備的主體層聚合物固態電解質的均勻溶膠在平板載體上進行成膜，自然干燥后得到濕膜；

(3)待主體層聚合物固態電解質完全干燥后，將步驟(1)中制備的修飾層柔性聚合物固態電解質的均勻溶膠涂覆在主體層上面得到修飾層柔性聚合物固態電解質濕膜；

(4)待修飾層柔性聚合物固態電解質濕膜自然干燥后，轉移至干燥箱中鼓風烘干，得到層狀復合固態電解質薄膜。

8.如權利要求7所述的一種層狀復合固態電解質薄膜制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和丙酮中的一種；步驟(2)中，成膜的方式為刮涂、噴涂和輥涂中的一種方式；自然干燥時間為30～60min；濕膜厚度為100～400微米。

9.如權利要求7所述的一種層狀復合固態電解質薄膜制備方法，其特征在于，步驟(3)中，涂覆方式為刮涂、噴涂和輥涂中的一種方式；濕膜厚度為50～300微米；步驟(4)中，自然干燥時間為30～60分鐘；鼓風烘干溫度為80℃～100℃，時間為20～36h。