[發明專利]酰胺基復合固態電解質的原位制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202110658688.2
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113451643B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 周曉宇;劉楊;郭炳焜;周晶晶
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種酰胺基復合固態電解質的原位制備方法，其特征在于，以異氰酸酯衍生物、小分子量羥基有機單體、高分子聚環氧乙烷PEO、鋰鹽和表面成膜添加劑為主要原料，包括如下步驟：

a .將高分子聚環氧乙烷PEO、鋰鹽溶解在溶劑中，再將異氰酸酯衍生物和小分子量羥基有機單體以及表面成膜添加劑依次加入，攪拌混合，獲得均勻漿料；

在所述步驟a中，所述異氰酸酯衍生物含有兩個異氰酸酯基團，且分子中碳原子數不高于12；

在所述步驟a中，所述小分子量羥基有機單體含有兩個羥基，且分子量為200～400；

在所述步驟a中，所述高分子聚環氧乙烷PEO分子量為150000～320000；

在所述步驟a中，所述表面成膜添加劑采用二草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸硼酸鋰(LiODFB)中的至少一種；

在所述步驟a中，所述異氰酸酯衍生物與小分量羥基有機單體的摩爾數相同；主要原料中的所述高分子聚環氧乙烷PEO含量為15～32wt.％，主要原料中的表面成膜添加劑含量為1～5wt.％；

b .將在所述步驟a中所得的混合漿料涂覆在固態電池的正極材料表面，形成漿料膜；

c .將在所述步驟b中涂覆漿料膜的正極材料加熱，使漿料膜固化成固體膜，得到固體膜與正極材料表面緊密結合的酰胺基復合固態電解質；

在所述步驟c中，所制備的酰胺基復合固態電解質中的Li+和NP的粒子數比例為(0.15～0.1)：1，其中NP為高分子聚環氧乙烷PEO中的氧原子數。

2.根據權利要求1所述的酰胺基復合固態電解質的原位制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，所述鋰鹽采用如下鋰鹽中的任意一種或者任意幾種的組合：LiClO₄、LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiFSI、LiTFSI、LiCF₃SO₃以及含氟/氮陰離子鋰鹽。

3.根據權利要求1所述的酰胺基復合固態電解質的原位制備方法，其特征在于：在所述步驟b中，所述固態電池的正極材料表面的活性材料為鋰鈷氧化物或三元正極材料，且工作電位≥4.3 V vs. Li⁺/Li。

4.一種酰胺基復合電解質在固態電池的應用，其特征在于：利用權利要求1所述的酰胺基復合固態電解質的原位制備方法，將所制備的酰胺基復合固態電解質膜與固態電池正極材料表面結合，組裝得到二次鋰離子固態電池，適用于不高于40℃的工作溫度條件。