[發明專利]一種固態電解質膜及其制備方法、二次電池以及制備方法

在審

• 申請號: 202210036566.4
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114335700A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 黃成;徐雄文;袁依婷;李玉冰
• 申請（專利權）人: 湖南立方新能源科技有限責任公司
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/052;H01M10/058
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達;郭寶煊

1.一種固態電解質膜，其特征在于，包括陶瓷電解質基膜以及涂覆于陶瓷電解質基膜兩側表面的含氟涂覆層。

2.根據權利要求1所述的固態電解質膜，其特征在于，所述含氟涂覆層的厚度為1～10μm，陶瓷電解質基膜的厚度為3～30μm。

3.根據權利要求1所述的固態電解質膜，其特征在于，所述含氟涂覆層包括第一含氟涂層和第二含氟涂層，所述第一含氟涂層包括第一含氟聚合物，所述第二含氟涂層包括第二含氟聚合物，所述第二含氟聚合物的氟含量大于第一含氟聚合物的氟含量。

4.根據權利要求3所述的固態電解質膜，其特征在于，所述第一含氟涂層還包括鋰鹽和離子液體，第一含氟涂層中所述鋰鹽、離子液體和第一含氟聚合物的重量份數比為2～10:2～8:10～15；所述第二含氟涂層還包括鋰鹽和離子液體，第二含氟涂層中所述鋰鹽、離子液體和第二含氟聚合物的重量份數比為2～10:2～8:10～15。

5.根據權利要求4所述的固態電解質膜，其特征在于，所述第一含氟聚合物和/或第二含氟聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、偏二氟乙烯-三氟乙烯中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的固態電解質膜，其特征在于，所述陶瓷電解質基膜包括鋰鹽、離子液體、中間聚合物以及導離子陶瓷粉末，所述鋰鹽、離子液體、中間聚合物以及導離子陶瓷粉末的重量份數比為0.5～5:2～8:2～8:5～10。

7.根據權利要求4或6所述的固態電解質膜，其特征在于，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰、雙(氟磺酰)亞胺鋰、二氟草酸硼酸鋰、高氯酸鋰、雙草酸硼酸鋰、四氟草酸磷酸鋰和二氟二草酸磷酸鋰中的至少一種。

8.根據權利要求6所述的固態電解質膜，其特征在于，所述導離子陶瓷粉末包括磷酸鈦鋁鋰、鋰鑭鋯氧、鋰鑭鈦氧和鋰磷氧氮及其摻雜后的氧化物中的一種或幾種。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的固態電解質膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：選取鋰鹽、離子液體、第一含氟聚合物和溶劑，將鋰鹽、離子液體、第一含氟聚合物和溶劑混合得到第一混合液，將第一混合物涂覆于承載基底上，烘干得到含氟涂覆層；

步驟S2、選取鋰鹽、離子液體、中間聚合物、溶劑和導離子陶瓷粉末，將鋰鹽、離子液體、中間聚合物和溶劑混合得到預處理液，將導離子陶瓷粉末加入預處理液攪拌分散得到第二混合液，將第二混合液涂覆于含氟涂覆層表面，烘干形成陶瓷電解質基膜；

步驟S3、選取鋰鹽、離子液體、第二含氟聚合物和溶劑，將鋰鹽、離子液體、第二含氟聚合物、溶劑混合得到第三混合液，將第三混合液涂覆于陶瓷電解質基膜表面，烘干形成含氟涂覆層，得到固態電解質膜。

10.一種二次電池，其特征在于，包括權利要求1-8中任一項所述的固態電解質膜。

11.根據權利要求10所述的二次電池的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

步驟A1、選取鋰鹽、有機溶劑、添加劑和引發劑，將鋰鹽、有機溶劑、添加劑和引發劑混合得到凝膠電解液前驅混合液；

步驟A2、選取正極片，金屬鋰負極片以及殼體，將正極片、固態電解質膜、金屬鋰負極片制備成裸電芯，將裸電芯裝設于殼體中封裝；

步驟A3、將凝膠電解液前驅混合液注入殼體封裝，靜置，加熱反應，化成、熱冷壓、除氣和真空封裝得到二次電池。

12.根據權利要求11所述的二次電池的制備方法，其特征在于，所述步驟A1中鋰鹽、有機溶劑、添加劑和引發劑的重量份數比為5～15:80～95:2～20:0.1～2。