[發明專利]一種鋰電池的氣凝膠氈負載層狀固體電解質及制備方法

在審

• 申請號: 202011353326.4
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112421121A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 廖健淞;陳慶;司文彬;李鈞
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0562
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于固態電池領域，具體涉及一種鋰電池的氣凝膠氈負載層狀固體電解質及制備方法，按以下步驟進行：a、將Li₂S和P₂S₅按摩爾比4:1混合，加入有機溶劑進行球磨，得到球磨漿料；b、將球磨漿料通過霧化噴嘴霧化后，使用載氣載入反應腔體內部，使用二氧化硅氣凝膠氈作為基片進行等離子熱處理；反應1~3h后，使用載氣載入GeS₂粉末；c、將基片取出置于氫氧化鈉溶液中浸泡，洗滌烘干，然后置于聚氧化乙烯的乙醇分散體中，浸泡、烘干，獲得所需的固體電解質材料。本發明使固體電解質具有更高的鋰離子傳導能力。

技術領域

本發明屬于固態電池領域，涉及一種鋰電池的氣凝膠氈負載層狀固體電解質及制備方法。

背景技術

鋰離子電池能量密度高，穩定性強，無記憶效應，循環壽命長，作為一種商業化的高效儲能器件得到了廣泛應用。傳統鋰離子電池中所使用的電解質為液態的六氟磷酸鋰，由于其自身極不穩定，容易分解導致電池脹氣，同時在高溫、短路、過充或物理碰撞時極易燃燒和爆炸。盡管通過外部封裝加入保護機制，其仍然具有較大的安全隱患。

固態鋰離子電池使用固態電解質替代液態電解質，可以從根本上解決液態鋰離子電池的安全問題和使用溫區問題。在硫化物固體電解質中，Li₁₀GeP₂S₁₂（LGPS）具有較高的離子電導率和可加工性能，其電導率接近有機液態電解質，是目前鋰電池特別是鋰硫電池中較為常用的固體電解質之一。但使用鋰作為負極時，LGPS對鋰不穩定，會被鋰還原為Li₂S和Li₃P等組分，在接觸界面形成界面層，提高界面阻抗和降低電池的庫倫效率，同時會導致電池容量嚴重衰退。因此抑制固態電解質與鋰負極的相互作用以提高電池性能具有十分重要的實際意義。

申請號為201710030907.6的中國專利公開了一種添加高濃度鋰鹽的固態聚合物電解質及其制備方法。本發明公開了一種添加高濃度鋰鹽的固態聚合物電解質。該固態聚合物電解質的組分包括鋰鹽和固態聚碳酸酯，其中，所述鋰鹽分散在所述固態聚碳酸酯的基體內，所述固態聚合物電解質中鋰鹽的含量為40～90wt%。本發明的固態聚合物電解質制備簡單，室溫電導率高，電化學和界面穩定性好。

申請號為201710030907.6的中國專利公開了一種具有雙重導離子網絡的固態電解質及其制備方法。本發明涉及一種具有雙重導離子網絡的固態電解質及其制備方法，其解決了現有聚磷腈固態電解質力學性能差、電導率低的技術問題，其由多孔薄膜和聚磷腈電解質材料構成，多孔薄膜由聚合物、無機固體電解質和鋰鹽組成，多孔薄膜為所述聚磷腈電解質的骨架；聚磷腈電解質為鋰離子的載體。本發明同時提供了其制備方法。本發明可廣泛用于電解質的制備領域。

申請號為201480023377.7的中國專利公開了用于使用LiAMPBSC的電池的固態陰極電解質或電解質(M=Si、Ge和/或Sn)。本發明提供一種包括陰極區域或其它元件的能量存儲裝置。裝置具有主活性區域，主活性區域包括空間上布置在陰極區域內的多個第一活性區域。主活性區域在充電和放電期間從第一體積膨脹或收縮至第二體積。裝置具有陰極電解質材料，陰極電解質材料在空間上限制在陰極區域的空間區域內并且在空間上布置在未被第一活性區域占據的空間區域內。在實施例中，陰極電解質材料包括以多晶態配置的含鋰、鍺、磷和硫(“LGPS”)的材料。裝置具有配置在含LGPS材料內的氧物質，氧物質與硫物質的比例為1:2和更小以形成LGPSO材料。裝置具有形成為上覆在陰極材料的暴露區域上的保護材料以將硫物質基本上保持在陰極電解質材料中。還包括含LiaMPbSc(LMPS)[M＝Si、Ge和/或Sn]材料的新摻雜結構。