[發明專利]復合固態電解質及其制備方法以及全固態鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011497248.5
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112635818A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張趙帥;趙偉;李素麗
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 朱穎;臧建明

1.一種復合固態電解質，其特征在于，包括氧化物電解質，以及填充在氧化物電解質中的助燒劑、增塑劑、聚合物和鋰鹽；

其中，所述氧化物電解質、助燒劑、聚合物、鋰鹽、增塑劑的質量比為(50～95)：(1～10)：(0.1～40)：(0.1～40)：(0.1～40)。

2.根據權利要求1所述的復合固態電解質，其特征在于，所述復合固態電解質包括芯層和位于所述芯層第一表面和與所述第一表面相對的第二表面的聚合物電解質層，所述芯層包括氧化物電解質和填充在所述氧化物電解質中的助燒劑、增塑劑、聚合物和鋰鹽，所述聚合物電解質層包括所述增塑劑、聚合物和鋰鹽。

3.根據權利要求1或2所述的復合固態電解質，其特征在于，

所述氧化物電解質包括鈣鈦礦型電解質、反鈣鈦礦型電解質、石榴石型電解質、NASICON型電解質、LISICON型電解質中的至少一種；和/或，所述助燒劑包括氯化鋰、溴化鋰、碘化鋰、磷酸鋰、硼酸鋰、硅酸鋰、氧化鋰中的至少一種。

4.根據權利要求1或2所述的復合固態電解質，其特征在于，所述聚合物由聚合單體聚合得到，所述聚合單體包括環氧乙烷、1,3-環氧丙烷、四氫呋喃、四氫吡喃、1,3-二氧戊環、1,4-二氧己環、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯、三羥基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、聚醚多丙烯酸酯中的至少一種；和/或，所述鋰鹽包括高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、六氟砷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、草酸二氟硼酸鋰、雙二氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙丙二酸硼酸、丙二酸草酸硼酸鋰、六氟銻酸鋰、二氟磷酸鋰、4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑鋰、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰、LiN(SO₂C₂F₅)₂、LiC(SO₂CF₃)₃、LiN(SO₂F)₂中的至少一種；和/或，所述增塑劑包括碳酸酯類增塑劑、羧酸酯類增塑劑、亞硫酸酯增塑劑、氟代溶劑和醚類增塑劑中的至少一種。

5.權利要求1-4任一項所述的復合固態電解質的制備方法，其特征在于，包括：

將含有氧化物電解質、助燒劑和造孔劑的混合粉末依次進行壓片和燒結處理，得到復合固態電解質前體；

采用含有聚合物單體、鋰鹽、引發劑和增塑劑的漿料對復合固態電解質前體進行浸潤后，再經熱引發處理，使所述聚合物單體聚合生成所述聚合物，得到復合固態電解質。

6.一種全固態鋰離子電池，其特征在于，包括正極片、負極片以及位于正極片和負極片之間的固態電解質，所述固態電解質包括權利要求1-4任一項所述的復合固態電解質。

7.根據權利要求6所述的全固態鋰離子電池，其特征在于，所述復合固態電解質粘接在所述正極片和/或負極片的表面。

8.根據權利要求6或7所述的全固態鋰離子電池，其特征在于，所述復合固態電解質部分滲入至所述正極片和/或負極片。

9.根據權利要求8所述的全固態鋰離子電池，其特征在于，所述滲入部分包括增塑劑、聚合物和鋰鹽。

10.根據權利要求6-9任一項所述的全固態鋰離子電池，其特征在于，

所述復合固態電解質包括芯層和位于所述芯層第一表面和與所述第一表面相對的第二表面的聚合物電解質層，所述芯層包括氧化物電解質和填充在所述氧化物電解質中的助燒劑、增塑劑、聚合物和鋰鹽，所述聚合物電解質層包括所述增塑劑、聚合物和鋰鹽；

所述第一表面與正極片接觸，第二表面與負極片接觸，所述第一表面的聚合物電解質層部分滲入至所述正極片。