[發(fā)明專利]聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)、其制備方法及鋰離子電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011257787.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112510249A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙雪玲;孫克寧;孫旺;方麗;蔡惠群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/056
• 分類號(hào): H01M10/056;H01M10/0525
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

1.一種聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)包括：

片狀的無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)層；

聚合物層，所述聚合物層內(nèi)分散有鋰鹽，所述聚合物層附著在所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)層的一側(cè)表面上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述聚合物層為聚氨酯層、聚氧化乙烯層、聚甲基丙烯酸甲酯層、聚偏氟乙烯層、聚丙烯腈中的任意一種，所述鋰鹽為雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰中的任意一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)層為石榴石型Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li_(7-x)La₃Zr_(2-x)Ta_xO₁₂(0≤x≤0.6)、Li_(7-3x)La₃Zr₂Al_xO₁₂(0≤x≤0.6)、NASICON型Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO₄)₃中的任意一種，其中0≤x≤0.5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)層的厚度為100～300μm，所述聚合物層的厚度為3～10μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述聚合物層中所述鋰鹽的質(zhì)量含量為35～50％，優(yōu)選為35～45％，或優(yōu)選為45～50％。

6.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

步驟S1，制備分散有聚合物和鋰鹽的分散液；

步驟S2，將所述分散液設(shè)置在無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)層的表面上，并去除所述分散液中的溶劑，得到所述聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

步驟S11，將所述聚合物分散在溶劑中形成聚合物溶液；

步驟S12，將所述鋰鹽溶解在所述聚合物溶液中形成所述分散液，

優(yōu)選所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S11在加熱和攪拌的條件下將所述聚合物分散在所述溶劑中，優(yōu)選所述步驟S11的加熱溫度為50～80℃，優(yōu)選所述步驟S11的攪拌速度為500～1000rpm、所述攪拌時(shí)間為60～90min；

所述步驟S12在加熱和攪拌的條件下將所述鋰鹽溶解，優(yōu)選所述步驟S12的加熱溫度為50～80℃，優(yōu)選所述步驟S12的攪拌速度為500～1000rpm、所述攪拌時(shí)間為30～90min。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2采用滴涂的方式將所述分散液設(shè)置在無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)層的表面上形成分散液膜，優(yōu)選采用真空干燥的方式去除所述分散液中的溶劑。

10.一種鋰離子電池，包括鋰金屬負(fù)極、固態(tài)電解質(zhì)和正極，其特征在于，所述固態(tài)電解質(zhì)為權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，且所述聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的聚合物層與所述鋰金屬負(fù)極接觸設(shè)置。