[發明專利]一種鹵鹽修飾的復合固態電解質及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010884921.4
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112186243A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 屠芳芳;陳冬;張文;楊東輝;王羽平;張焱;劉桃松;相佳媛;陳建
• 申請（專利權）人: 浙江南都電源動力股份有限公司;杭州南都動力科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0562;H01M10/058;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00;D01F9/08
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 盛影影

1.一種鹵鹽修飾的復合固態電解質，其特征在于，所述復合固態電解質包括石榴石型氧化物納米纖維、聚氧化乙烯PEO、聚碳酸丙烯酯PPC、鹵鹽和鋰鹽，厚度20～300μm，離子電導率為1×10^-4S/cm～8×10^-4S/cm。

2.根據權利要求1所述的一種鹵鹽修飾的復合固態電解質，其特征在于，所述石榴石型氧化物納米纖維為Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁2，其中M＝Ta、Nb、Ga或Al，0.25≤x≤2；石榴石型氧化物納米纖維的直徑為100～300nm，石榴石型氧化物納米纖維在復合固態電解質中占的質量比例為10～60％。

3.根據權利要求1所述的一種鹵鹽修飾的復合固態電解質，其特征在于，所述鋰鹽包含高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰中的一種或幾種，鋰鹽在復合固態電解質中占的質量比例為5～40％。

4.根據權利要求1所述的一種鹵鹽修飾的復合固態電解質，其特征在于，所述復合固態電解質中PEO和PPC的質量比例為1:5～50:1。

5.根據權利要求1所述的一種鹵鹽修飾的復合固態電解質，其特征在于，所述鹵鹽包括LiF、LiCl、LiBr和LiI中的至少一種，鹵鹽在復合固態電解質中占的質量比例為0.1～10％。

6.根據權利要求5所述的一種鹵鹽修飾的復合固態電解質，其特征在于，鹵鹽在復合固態電解質中占的質量比例為1～5％。

7.一種如權利要求1所述的鹵鹽修飾的復合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(一)配制含鋰源、鑭源、鋯源、摻雜元素和表面活性劑的前驅體溶液，采用靜電紡絲法制備前驅體纖維膜，再通過煅燒獲得石榴石型氧化物纖維；

(二)將PEO、PPC、鋰鹽和有機溶劑混合，恒溫攪拌或超聲分散均勻，倒入含步驟(一)得到的石榴石型氧化物纖維的成型模具內，將溶劑恒溫蒸發，得到復合固態電解質膜；

(三)將鹵鹽加入有機溶劑中，攪拌或超聲分散均勻，隨后涂覆到步驟(二)得到的復合固態電解質膜的一側，將溶劑恒溫蒸發，再進一步真空恒溫干燥，得到鹵鹽修飾的復合固態電解質。

8.根據權利要求7所述的一種鹵鹽修飾的復合固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟(二)與步驟(三)中所述的有機溶劑包括無水乙腈、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種。

9.根據權利要求7所述的一種鹵鹽修飾的復合固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟(三)所述鹵鹽涂層的厚度為5～20μm。

10.一種鹵鹽修飾的復合固態電解質的應用，其特征在于，采用權利要求1-9所述的鹵鹽修飾的復合固態電解質在鋰電池領域的應用。