[發明專利]一種鈉離子復合固態電解質及其制備方法

在審

• 申請號: 202110741556.6
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113506910A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 朱玉松;束擇皖;張興鵬;鐘國強;陸凱杰;安瑩;曾志連
• 申請（專利權）人: 丹陽欣信新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/0565;H01M10/058
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鈉離子復合固態電解質，其特征在于，由復合固態電解質隔膜和增塑劑組成，增塑劑包括有機液體電解液或二次電池用有機液體電解液對應的溶劑，所述復合固態電解質隔膜由無機填料和有機高分子復合而制得。

2.根據權利要求1所述的鈉離子復合固態電解質，其特征在于，所述的無機填料包括但不限于金屬氧化物、金屬有機骨架、共價有機框架、粘土礦物、鈉快離子導體、硫化物基鈉離子固態電解質、鹵化物基鈉離子固態電解質的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的鈉離子復合固態電解質，其特征在于，所述的有機高分子包括但不限于聚腈、聚酯、聚醚、含氟聚烯烴、聚碳酸酯、聚胺、天然多糖及其衍生物、纖維素、纖維素改性物或纖維素衍生物的一種或多種，還包括上述所列高分子材料的共混、共聚或改性產物。

4.一種鈉離子復合固態電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將有機高分子以一定比例在10℃-120℃通過攪拌0.5h-12h溶解于溶劑中，得到均一的透明溶液；

(2)將無機填料以一定比例在10℃-120℃通過攪拌0.5h-12h均勻分散在所述透明溶液中，得到均一的混合漿料；

(3)將所述混合漿料涂覆在基底上，干燥得到復合固態電解質隔膜；

(4)在無水無氧環境中向干燥后的步驟(3)得到的復合固態電解隔膜滴加液體電解液，然后靜置1min-48h，得到鈉離子復合固態電解質。

5.根據權利要求4所述一種鈉離子符合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)所述的溶劑為可溶解聚合物材料的無毒或低毒溶劑，包括但不限于碳酸酯、二甲亞砜、丙酮、乙腈、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種的混合物。

6.根據權利要求4所述一種鈉離子復合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)所述透明溶液中有機高分子的質量濃度為5％-75％；所述步驟(2)所述無機填料和有機高分子的質量比為25:1-1:25。

7.根據權利要求4所述一種鈉離子復合固態電解質的制備方法，其特征在于，在步驟(2)加入電解質鈉鹽，電解質鈉鹽包括但不限于高氯酸鈉、六氟磷酸鈉、雙草酸硼酸鈉、四氟硼酸鈉、六氟砷酸鈉、雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉、二(三氟甲基磺酰)亞胺鈉的一種或幾種。

8.根據權利要求4所述一種鈉離子復合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的涂覆規格為30μm-1000μm。

9.根據權利要求4所述一種鈉離子復合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)所述的干燥條件為先將所述復合固態電解質隔膜在空氣中20℃-120℃下干燥1h-12h，去除部分溶劑；然后將所述復合固態電解質隔膜置于真空干燥箱中在60℃-120℃下真空干燥1h-48h，去除痕量溶劑。

10.根據權利要求4所述一種鈉離子復合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的復合固態電解質隔膜的厚度為5μm-500μm；所述步驟(4)中的無水無氧環境指水氧含量都小于0.1ppm、氣氛為氬氣的手套箱；所述步驟(4)所述的增塑劑是有機溶劑與電池級電解質鈉鹽的溶液或者僅為有機溶劑，鈉鹽的濃度在0.5mol L^-1-30mol L^-1之間，所述有機溶劑包括但不限于碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亞丙酯、γ～丁內酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸二甲酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、二氧戊烷和離子液體中的一種或任意幾種組合中的一種或幾種。