[發(fā)明專(zhuān)利]固態(tài)電解質(zhì)及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111663928.4
• 申請(qǐng)日: 2021-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114361574A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王仁和;余樂(lè);其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開(kāi)姓名
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 遠(yuǎn)景動(dòng)力技術(shù)（江蘇）有限公司;遠(yuǎn)景睿泰動(dòng)力技術(shù)（上海）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/056
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/056;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

本發(fā)明公開(kāi)了一種固態(tài)電解質(zhì)及其應(yīng)用，所述固態(tài)電解質(zhì)在硫化物電解質(zhì)層的兩側(cè)分別設(shè)置第一聚合物電解質(zhì)層與第二聚合物電解質(zhì)層，所述第一聚合物電解質(zhì)層包括磺酸內(nèi)酯基聚合物，所述磺酸內(nèi)脂基聚合物的單體包括不飽和度≥1的磺酸內(nèi)酯，其為一種耐氧化的聚合物電解質(zhì)層；所述第二聚合物電解質(zhì)層包括碳酸亞乙烯酯基聚合物，其為一種抗還原的聚合物電解質(zhì)層。該固態(tài)電解質(zhì)具有優(yōu)良的離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率、電化學(xué)窗口以及機(jī)械強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電解質(zhì)，尤其涉及一種固態(tài)電解質(zhì)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為一種二次電池，主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)充放電工作。鋰離子電池因具有能量密度高、無(wú)記憶效應(yīng)、工作電壓高以及環(huán)境友好等特點(diǎn)，已被廣泛使用。

目前大多數(shù)鋰離子電池的電解質(zhì)為液態(tài)，而由液態(tài)電解質(zhì)形成的液態(tài)電池存在SEI膜持續(xù)生長(zhǎng)、過(guò)渡金屬溶解、正極材料析氧、電解液氧化、負(fù)極析鋰、高溫失效以及體積膨脹等缺陷。

上述缺點(diǎn)與電解質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性不高有一定的關(guān)系，如果液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池的短板能被克服，則其電化學(xué)性能及安全性會(huì)有顯著的提升。為了提高安全性，在液態(tài)電解質(zhì)方面，阻燃添加劑、離子液體等獲得了廣泛的研究和開(kāi)發(fā)，但不能同時(shí)解決上述缺點(diǎn)。因此，不易燃燒的固態(tài)電解質(zhì)電池成為了人們研究的終點(diǎn)，而如何提供一種全固態(tài)電解質(zhì)，成為目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種固態(tài)電解質(zhì)及其應(yīng)用，所述固態(tài)電解質(zhì)具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)，不僅具有優(yōu)良的力學(xué)性能，還具備較高的離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率以及較寬的電化學(xué)窗口。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種固態(tài)電解質(zhì)，所述固態(tài)電解質(zhì)包括層疊設(shè)置的第一聚合物電解質(zhì)層、硫化物電解質(zhì)層與第二聚合物電解質(zhì)層；

所述第一聚合物電解質(zhì)層包括磺酸內(nèi)酯基聚合物；所述磺酸內(nèi)脂基聚合物的單體包括不飽和度≥1的磺酸內(nèi)酯；

所述第二聚合物電解質(zhì)層包括碳酸亞乙烯酯基聚合物。

本發(fā)明提供的固態(tài)電解質(zhì)包括層疊設(shè)置的第一聚合物電解質(zhì)層、硫化物電解質(zhì)層與第二聚合物電解質(zhì)層。硫化物電解質(zhì)材料的電化學(xué)窗口較窄，通過(guò)在硫化物電解質(zhì)層的正極側(cè)設(shè)置包括磺酸內(nèi)酯基聚合物的第一聚合物電解質(zhì)層，使固態(tài)電解質(zhì)能夠耐氧化；通過(guò)在硫化物電解質(zhì)層的負(fù)極側(cè)設(shè)置包括碳酸亞乙烯酯基聚合物的第二聚合物電解質(zhì)層，使固態(tài)電解質(zhì)能夠耐還原。

本發(fā)明提供的固態(tài)電解質(zhì)不僅具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度，還具有優(yōu)良的離子電導(dǎo)率以及電子電導(dǎo)率，并具有較寬的電化學(xué)窗口。

優(yōu)選地，所述磺酸內(nèi)酯基聚合物的制備原料包括第一含硫聚合物單體、第二含硫聚合物單體、聚合添加劑單體與引發(fā)劑。

所述第一含硫聚合物單體包括：

中的任意一種或至少兩種的組合。

所述第二含硫聚合物單體包括：

中的任意一種或至少兩種的組合。