[發(fā)明專利]一種復(fù)合電解質(zhì)膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010500201.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN111710901A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易健宏;趙延森;鮑瑞;方東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/056
• 分類號(hào): H01M10/056;H01M10/0525
• 代理公司: 武漢大楚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42257
• 代理人: 徐楊松

本發(fā)明屬于電解質(zhì)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合電解質(zhì)膜及其制備方法。該方法包括以下步驟：1)將PEO完全溶解到ACN中；2)再加入DMF；3)再加入PVDF；4)再加入改性過的LLZTO；5)再加入LiTFSI，得到混合漿料E；6)將混合漿料E用刮刀均勻地刮涂在聚四氟乙烯板上，并將其放在60?70℃的烘箱中干燥8?16h，結(jié)束后將其放入真空烘箱中干燥6?10h；8)把制得的薄膜放在手動(dòng)壓力機(jī)中沖壓制片，得到復(fù)合電解質(zhì)。該復(fù)合電解質(zhì)中，PVDF降低了PEO的結(jié)晶度，有利于提高離子電導(dǎo)率。此外，它還用于改善機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。此外，添加LLZTO進(jìn)一步提高離子導(dǎo)電性和對(duì)鋰金屬的穩(wěn)定性，同時(shí)表現(xiàn)出高電導(dǎo)率，較好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電解質(zhì)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合電解質(zhì)膜及其制備方法。

背景技術(shù)

作為一類主要的電化學(xué)儲(chǔ)能器件，鋰離子電池具有能量密度高、充電速度快、自放電率低、循環(huán)壽命長(zhǎng)以及無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。在數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、智能手機(jī)和手環(huán)以及谷歌眼鏡等便攜式電子設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。此外，LIBs在混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域也表現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

及時(shí)發(fā)展到固態(tài)電解質(zhì)電池，鋰電池仍然具有電池容量、能量密度和使用壽命等問題。現(xiàn)有技術(shù)提供了各類解決這些問題的思路，但是，任然有待進(jìn)一步的開拓和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種復(fù)合電解質(zhì)膜及其制備方法。

本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下：

一種復(fù)合電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：

1)在磁力攪拌的條件下，將聚環(huán)氧乙烷(PEO)完全溶解到乙腈(ACN)溶液中，得到混合漿料A；

2)在磁力攪拌的條件下，在步驟1)得到的所述混合漿料A中加入二甲基甲酰胺(DMF)，得到混合漿料B；

3)在磁力攪拌的條件下，在步驟2)得到的所述混合漿料B中加入聚偏氟乙烯(PVDF)，得到混合漿料C；

4)在磁力攪拌的條件下，在步驟3)混合漿料C中加入改性過的鉭摻雜石榴石型氧化物(LLZTO)，得到混合漿料D；

5)在磁力攪拌的條件下，在步驟4)混合漿料D中加入二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)，得到混合漿料E；

6)將混合漿料E用刮刀均勻地刮涂在聚四氟乙烯板上，并將其放在60-70℃的烘箱中干燥8-16h，結(jié)束后將其放入真空烘箱中干燥6-10h；

7)把制得的薄膜放在手動(dòng)壓力機(jī)中沖壓制片，得到復(fù)合電解質(zhì)。

與單一的PEO基固態(tài)電解質(zhì)相比，上述技術(shù)方案增添聚合物和PEO的共混物可以實(shí)現(xiàn)更高的離子電導(dǎo)率和更好的機(jī)械強(qiáng)度。在復(fù)合電解質(zhì)中添加陶瓷固體電解質(zhì)Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂(LLZTO)提高了離子電導(dǎo)率、機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。

具體的，PVDF降低了PEO的結(jié)晶度，有利于提高離子電導(dǎo)率。此外，它還用于改善機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。此外，添加LLZTO進(jìn)一步提高離子導(dǎo)電性和對(duì)鋰金屬的穩(wěn)定性，同時(shí)表現(xiàn)出高電導(dǎo)率，較好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。帶有該固體電解質(zhì)膜的全固態(tài)鋰電池，鋰金屬陽(yáng)極和NCM622陰極表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能以及對(duì)鋰金屬的穩(wěn)定性。

具體的，步驟1)中：PEO與ACN的質(zhì)量比為1:(10-15)；乙腈(ACN)的純度為99.8％。

具體的，步驟2)中：步驟1)中加入的PEO與DMF的質(zhì)量比為1：(30-40)。

具體的，步驟3)中：步驟1)中加入的PEO與PVDF的質(zhì)量比為(1.8-2.2):1。