[發明專利]一種復合固態電解質及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202011120443.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN114388878A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 吳雄偉;陳慧;熊利斌;王恩多;付娜
• 申請（專利權）人: 江西省釩電新能源有限公司
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/052
• 代理公司: 北京棋拾知識產權代理事務所(普通合伙) 11863
• 代理人: 楊雪婷

1.一種復合固態電解質，其特征在于，其原料包括粘結劑、預聚增塑劑、納米陶瓷顆粒、鋰鹽和固化劑；

其中，以粘結劑與預聚增塑劑的總質量計，預聚增塑劑的質量百分含量為25％～50％；

以粘結劑與納米陶瓷顆粒的總質量計，納米陶瓷顆粒的質量含量為30％～70％；

以粘結劑與鋰鹽的總質量計，鋰鹽的質量含量為60～80％；

以預聚增塑劑與固化劑的總質量計，固化劑的質量含量為1％～5％。

2.根據權利要求1所述的復合固態電解質，其特征在于，所述粘結劑選自聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、醋酸纖維素、乙基纖維素、聚丙烯腈中的至少一種；

優選地，所述預聚增塑劑為聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一種；

更優選地，所述預聚增塑劑的分子量為400～1000；

優選地，所述納米陶瓷顆粒為磷酸鈦鋁鋰、磷酸鍺鋁鋰、氧化鋁、二氧化鋯、二氧化鈦、二氧化硅中的至少一種；

更優選地，所述納米陶瓷顆粒的粒徑為50nm～500nm；

優選地，所述鋰鹽選自高氯酸鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、雙氟草酸硼酸鋰中的至少一種；

優選地，所述固化劑為光引發劑，所述光引發劑選自2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-羥基-2甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的復合固態電解質，其特征在于，為片狀結構，厚度為20～100μm。

4.一種復合固態電解質的制備方法，其特征在于，包括：

根據權利要求1～3任一項所述的復合固態電解質稱取原料；

將稱取的原料與有機溶劑混合得到漿料；

對所述漿料進行成型、固化、干燥，得到復合固態電解質。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述將稱取的原料與有機溶劑混合得到漿料，具體包括：

將稱取的粘結劑在加熱、攪拌條件下溶于有機溶劑中，冷卻至室溫得到混合液；

將稱取預聚增塑劑、納米陶瓷顆粒、鋰鹽、固化劑加入到所述混合液中，攪拌混合得到漿料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述加熱的具體條件包括：加熱溫度為50～80℃。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑選自N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、丙酮中的至少一種；

優選地，所述有機溶劑的質量為所述粘結劑質量的5-20倍。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述固化的具體條件包括：

在紫外燈下進行；

固化時間為5～15min。

9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述干燥的具體條件包括：

先進行鼓風干燥，鼓風干燥溫度為60～80℃，鼓風干燥時間為12～24h；

再進行真空干燥，真空干燥溫度為60～80℃，真空干燥時間為24～36h。

10.一種固態鋰金屬電池，包括鋰負極、正極和電解質，其特征在于，所述電解質為權利要求1～3任一項所述的復合固態電解質、權利要求4～9任一項所述的制備方法制備的復合固態電解質中的至少一種。