[發(fā)明專利]固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110469989.0
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN112968208A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚旭;石興菊;付加偉;謝普;梁世碩
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山寶創(chuàng)新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 朱穎;黃健

本發(fā)明提供一種固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法和應(yīng)用，固態(tài)電解質(zhì)膜包含聚合物及填充粒子，所述填充粒子包含核、以及存在于所述核表面的殼，所述核包含無機粉體和表面修飾劑，所述殼包含熱塑性彈性體。本發(fā)明的固體電解質(zhì)膜兼具良好的離子傳輸能力及力學(xué)性能，能夠有效提高電化學(xué)裝置的功能發(fā)揮及使用壽命等品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法和應(yīng)用

背景技術(shù)

利用固態(tài)電解質(zhì)代替液態(tài)電解液，能夠提高電池等電化學(xué)裝置的安全性和能量密度等性能，逐漸成為發(fā)展趨勢。有機/無機復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)作為固態(tài)電解質(zhì)的一種，因結(jié)合了有機聚合物的良好機械加工性與界面相容性和無機物的高離子電導(dǎo)率與力學(xué)性能，而被廣泛研究和應(yīng)用，然而，有機聚合物和無機物之間較弱的極性作用以及較大的界面張力使得二者存在界面相容性差的問題，并且極易使得剛性的無機物成為界面應(yīng)力的集中點，表現(xiàn)為復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的本征內(nèi)阻高和力學(xué)強度差等缺陷，進(jìn)而影響電化學(xué)裝置的容量發(fā)揮和使用壽命等品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法和應(yīng)用，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)存在的固態(tài)電解質(zhì)的本征內(nèi)阻高、力學(xué)強度差等問題。

本發(fā)明的一方面，提供一種固態(tài)電解質(zhì)膜，包含聚合物及填充粒子，填充粒子包含核、以及存在于核表面的殼，核包含無機粉體和表面修飾劑，殼包含熱塑性彈性體。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，表面修飾劑為無機粉體質(zhì)量的0.1％～10％，無機粉體與熱塑性彈性體的質(zhì)量比為(1～50)：(50～99)。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，無機粉體的粒徑為10nm～1000nm。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，無機粉體包括氧化物粉體和/或硫化物粉體；氧化物無機粉體包括活性氧化物粉體和/或非活性氧化物粉體；活性氧化物粉體包括Li₇La₃Zr₂O₁₂、LiTi₂(PO4)₃、Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃、Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃中的至少一種；非活性氧化物粉體包括三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、二氧化硅、二氧化鈦、蒙脫土、氧化鋰中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，表面修飾劑包括偶聯(lián)類表面修飾劑和/或非偶聯(lián)表面修飾劑；偶聯(lián)類表面修飾劑包括氨基硅烷、氯丙基硅烷、四硫化二甲硅烷、乙烯基硅烷、環(huán)氧硅烷、羧基化聚丁二烯、甲苯二異氰酸酯、氨基改性木質(zhì)素中的至少一種；非偶聯(lián)類表面修飾劑包括脂肪酸、硬脂酸鋅、樹脂酸、木質(zhì)素、烷基胺、烷基硅烷、硅油、烷醇、六甲基二硅氮烷中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，填充粒子與聚合物的質(zhì)量比為(1～40)：(60～99)。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，熱塑性彈性體包括聚苯乙烯類、聚烯烴類、聚雙烯類、聚氯乙烯類、聚氨酯類、聚酯類、聚酰胺類、聚有機氟類中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，熱塑性彈性體的分子量為20000～50000。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，聚合物包括聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸亞乙烯酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，聚合物的分子量為10000～1000000。