[發明專利]一種含鹵化物固態電解質的薄膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110594381.0
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113394445B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 趙春榮;楊容;趙金玲;史碧夢;弓勝民;王劉振;趙尚騫;王建濤
• 申請（專利權）人: 國聯汽車動力電池研究院有限責任公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/0525;H01M10/052
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李夢楠

本發明涉及鋰離子電池或鋰電池技術領域，尤其涉及一種含鹵化物固態電解質的薄膜及其制備方法與應用。所述制備方法，包括將混合漿料涂布到基板上的步驟，其中，混合漿料由鹵化物固態電解質、粘結劑和分散劑組成；粘結劑為苯乙烯丁二烯嵌段聚合物、苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物、苯乙烯熱塑性彈性體、苯乙烯丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、天然橡膠、異戊二烯橡膠、乙烯?丙烯?二烯三元共聚物、硅樹脂中的一種或幾種的組合；分散劑為非極性分散劑和/或極性小于2.4的有機分散劑。采用本發明提供的制備方法，可制得性能優異的含鹵化物固態電解質的薄膜，且該方法可以連續生產，為鹵化物固態電池的制備奠定基礎。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池或鋰電池技術領域，尤其涉及一種含鹵化物固態電解質的薄膜及其制備方法與應用。

背景技術

安全性是鋰離子電池或鋰電池研究中最為重要的課題之一，在電池安全性方面，電解液的安全最為矚目。然而，目前商品化的鋰二次電池所采用的有機電解液易揮發、易燃，不可避免的帶來了安全隱患。由此可見，為了提高鋰電池的安全性能，開發固態電池已成為本領域技術人員的迫切追求。

隨著固態電解質的快速發展，已經廣泛研究了聚合物、氧化物和硫化物基固態電解質；對于這些固態電解質在固態電池中的應用也做了很多研究，尤其是硫化物固態電解質。但由于硫化物固態電解質與氧化物正極材料不穩定，在制備固態電池時，正極表面需要進行修飾。最近，鹵化物固態電解質由于其離子電導率高，制備方法簡單(Angew.Chem.Int.Ed.2019，58，1-8)，與商業常用的如LCO、NMC等氧化物正極材料相兼容，從而有望實現全固態二次電池的商業應用價值。

迄今為止，對于含硫化物固態電解質膜的制備進行了大量的研究工作，其中包括與硫化物固態電解質匹配的粘結劑的選擇與優化，如將有機硅單體的粘合材料組合物混合，利用氫化硅烷化反應，得到硅橡膠等作為硫化物固態電解質的粘合劑，但由于這種方法制備的含硫化物固態電解質的薄膜較為脆弱；CN101861674A采用不進行熱加聚、不需要氫化硅烷化催化劑的自由基聚合，得到了具有良好強度的含固體電解質材料的薄膜；CN104380502A提供了一種含有偏二氟乙烯單體單元的基于氟的共聚物作為粘結劑應用與含硫化物固態電解質的正極中。還包括與硫化物固態電解質匹配的分散劑的選擇，如非極性溶劑甲苯、庚烷等(Journal?of?Power?Sources，2003，948-950，)；CN103430364A提供了包含極性溶劑的分散劑，如叔胺、醚、硫醇以及具有與酯鍵的碳原子鍵合的碳數為3或更多的官能團以及與所述酯鍵的氧原子鍵合的碳數為4或更多的官能團的酯和具有與酯鍵的碳原子鍵合的苯環的酯等與含硫化物正極穩定的分散劑；CN109786811A提供了一種能夠用于PVDF系粘結劑的分散劑，這種分散劑能夠減少PVDF系粘合劑的使用量、并且能夠一致硫化物固體電解質的性能惡化。

對于鹵化物固態電解質膜的研究比較少，目前還沒有相關的報道。而鹵化物固態電解質由于具有與離子化合物接近的性質，極易在極性偏高的溶劑中分解或與溶劑發生反應，不能借鑒硫化物固態電解質膜的經驗來制備鹵化物固態電解質膜，需要探索新的溶劑及與之匹配的粘結劑。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含鹵化物固態電解質的薄膜的制備方法，利用該方法制得的薄膜性能優異，且該方法可以連續生產。本發明的另一目的在于提供一種含鹵化物固態電解質的薄膜及其應用。

具體地，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種含鹵化物固態電解質的薄膜的制備方法，包括將混合漿料涂布到基板上的步驟，其中，所述混合漿料由鹵化物固態電解質、粘結劑和分散劑組成；