[發明專利]一種儲能充電系統電池用復合固態電解質膜的制備方法

在審

• 申請號: 202011495045.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112599845A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 吳希;梁興華;藍凌霄;王鎮江;張彥會;李鎖;徐靜;姜興濤;李鑫旗;蓋琪欣;黃高華;胡廣權;覃富杰
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/0525
• 代理公司: 北京眾澤信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11701
• 代理人: 張艷萍

本發明提供一種儲能充電系統電池用復合固態電解質膜的制備方法，包括如下步驟：步驟A、將聚合物基體、填料、鋰鹽、有機溶劑按照物質的量比為1?20：3?10：1?5：70?95機械混合；步驟B、將步驟A所得溶液攪拌均勻后，采用溶液澆鑄法倒入聚四氟乙烯模具中，隨后放入真空干燥箱中干燥；步驟C、利用所述溶液干燥后所得固態膜材料與聚四氟乙烯模具的不相容性實現自脫模，即得。采用該方法可以制備柔性高、機械力學性能佳、電導率優良高安全性的復合固態電解質膜，用于固態鋰離子電池，可以解決采用液態電解質易燃易爆的安全問題，為儲能電池大規模商業化生產提供了安全保障。

技術領域

本發明涉及全固態電池技術領域，尤其涉及一種儲能充電系統電池用復合固態電解質膜的制備方法。

背景技術

鋰離子傳導性聚合物和鋰離子傳導性陶瓷是已廣泛使用多年的兩大類固體電解質。鋰離子傳導性聚合物型固態電解質的彈性特性使其能緊貼正負極極片，可有效解決固態電池界面的“點、線”接觸等局部接觸不佳問題，從而降低界面阻抗，獲得優良電化學性能，但其存在室溫電導率低的問題。鋰離子傳導性陶瓷型固態電解質具有高Li⁺離子電導率，高電化學穩定性，高熱穩定性，以及抑制枝晶的能力，但其存在機械性能差以及與電極的界面相容性差的缺點。

為充分利用兩種類型固態電解質的優勢并克服各自的缺點，需要研發一種新的固體復合電解質的制備方法，以獲得能夠結合無機陶瓷電解質和固體聚合物電解質的優點的電解質。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種儲能充電系統電池用復合固態電解質膜的制備方法，以解決大規模商業化生產的液態電池存在易燃易爆等的安全性問題的技術問題。

為解決上述安全性問題，本發明的技術方案是：一種儲能充電系統電池用復合固態電解質膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟A：將聚合物基體、填料、鋰鹽、有機溶劑按照物質的量比為1-20：3-10：1-5：70-95混合得溶液；

步驟B：將步驟A所得溶液攪拌均勻后，采用溶液澆鑄法倒入聚四氟乙烯模具中，隨后放入真空干燥箱中干燥；

步驟C：利用所述溶液干燥后所得固態膜材料與聚四氟乙烯模具的不相容性實現自脫模，即得。

優選的，所述步驟B中，將溶液加熱至50-80℃下攪拌5-80分鐘，在50-90℃下真空干燥12-96小時。

優選的，所述步驟A中聚合物基體采用聚環氧丙烷(PPO)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚環氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)中的任意一種或幾種的組合。

優選的，所述步驟A中填料采用γ-LiAlO₂、Li₃N、LAGP、LATP、LLTO、LLZO、LGPS、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、MgO、BaTiO₃、沸石、黏土和蒙脫土中的任意一種或幾種的組合。

優選的，所述步驟A中鋰鹽采用LiPF₆、LiClO₄、LiBF₄、LiSO₃CF₃、LiBOB、LiTFSI[LiN(CF₃SO₂)₂]和LiAsF₄中的任意一種或幾種的組合。

優選的，所述步驟A中有機溶劑采用DMC、DEC、PC、EC、DMF、聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)中的任意一種或幾種的組合。

優選的，所述步驟A中聚合物基體、填料、鋰鹽、有機溶劑分別為PEO、LAGP、LiPF₆、DMF。