[發(fā)明專利]雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010778168.0 | 申請(qǐng)日： | 2020-08-05 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112038687A | 公開（公告）日： | 2020-12-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張文;屠芳芳;陳冬;劉桃松;王羽平;黃漢川;張焱;楊東輝 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 浙江南都電源動(dòng)力股份有限公司;杭州南都動(dòng)力科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M10/0562 | 分類號(hào)： | H01M10/0562;H01M10/0565;H01M10/058 |
| 代理公司： | 杭州裕陽聯(lián)合專利代理有限公司 33289 | 代理人： | 溫艷華 |
| 地址： | 311305 浙江省杭*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 雙層 復(fù)合 固態(tài) 電解 質(zhì)膜 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供一種雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法，所述雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜正極側(cè)為無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和聚合物固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合而成的復(fù)合電解質(zhì)，所述雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜負(fù)極側(cè)為多種聚合物固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合而成的復(fù)合電解質(zhì)，其中正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的聚合物電解質(zhì)均由聚合物和鋰鹽組成。所述雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜同時(shí)滿足高離子電導(dǎo)率，和高電壓下穩(wěn)定性以及與正負(fù)極材料相容性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及固態(tài)電解質(zhì)膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法。
背景技術(shù)
固態(tài)電解質(zhì)可分為無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和聚合物固態(tài)電解質(zhì)，無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)又分為硫化物固態(tài)電解質(zhì)、氧化物固態(tài)電解質(zhì)和氮化物固態(tài)電解質(zhì)。無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)不可燃，工作溫度范圍大，電化學(xué)窗口寬，化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性好，其優(yōu)異的機(jī)械性能能夠有效阻礙鋰枝晶對(duì)電池循環(huán)的影響。聚合物固態(tài)電解質(zhì)常見的包括聚環(huán)氧乙烷、脂肪族聚碳酸酯、聚硅氧烷、聚丙烯腈等。聚合物固態(tài)電解質(zhì)柔韌性好，不易燃，與正負(fù)極相容性好。
目前大都采用單一固態(tài)電解質(zhì)制作固態(tài)電解質(zhì)膜，雖然能夠提高鋰離子電池的安全性能和能量密度，然而單一組分電解質(zhì)均存在一定的缺點(diǎn)。無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)表面粗糙，接觸阻抗較大，且與負(fù)極相容性較差。聚合物電解質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度較差，室溫離子電導(dǎo)率較低，且高電壓下穩(wěn)定性差。單一組分電解質(zhì)膜均難同時(shí)滿足高離子電導(dǎo)率、寬電化學(xué)窗口，優(yōu)異的材料相容性的需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法，解決現(xiàn)有單一組分電解質(zhì)膜難同時(shí)滿足高離子電導(dǎo)率、寬電化學(xué)窗口，優(yōu)異的材料相容性的需求的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜，所述雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜正極側(cè)為無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和聚合物固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合而成的復(fù)合電解質(zhì)，所述雙層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜負(fù)極側(cè)為多種聚合物固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合而成的復(fù)合電解質(zhì)，其中正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的聚合物電解質(zhì)均由聚合物和鋰鹽組成。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，正極側(cè)的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)式為Li4-xM1-xM’xS4，其中M為Si、Ge、Sn中的一種，M’為P、Al、Zn或Ga中的一種，0≤x≤1。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，正極側(cè)的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)式為Li6PS5M，其中M 為Cl、Br或I中的一種。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，正極側(cè)的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)式為LiM2(PO4)3，其中M為Ge、Zr、Ti或Hf中的一種。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，正極側(cè)的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)式為LixLa3M2O12，其中M為Te、Nb、Zr中的一種。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，正極側(cè)的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)式為LixLa2/3-xTiO3，其中0X3。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，正極側(cè)的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)式為 Li1+xAlxTi2-x(PO4)3，其中0X2。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，正極側(cè)的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)式為 xLi2S·(100-x)P2S5，其中0X100。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，正極側(cè)的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)式為 Li7-xLa3Zr2-xMxO12，其中0.25X2，M為Ta、Nb或Al中的一種或多種。
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