[發明專利]復合固體電解質片材及其制造方法

在審

• 申請號: 202211265492.8
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115995599A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 卞淳哲;金箱謀;崔容碩;林栽敏;石薰;李相英;李镕赫;鄭伊秀
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞株式會社;蔚山科學技術院
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/052
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;何晶

本發明公開了復合固體電解質片材及其制造方法。復合固體電解質片材包括含有凝膠聚合物電解質的復合固體電解質層，從而確保了柔性并緩解脆性。此外，復合固體電解質片材包括具有多個孔隙的多孔聚合物薄膜，從而盡量減少其孔隙中丙烯酸酯單體的含量，并提供保持固體電解質的連續性同時盡量減少離子電導率降低的優點。

技術領域

本發明涉及一種固體電解質片材及其制造方法，所述固體電解質片材包括多孔聚合物薄膜和復合固體電解質層。

背景技術

由于電動車輛和大容量儲能器件的需求增加，已開發出能夠滿足這些需求的各種電池。

特別地，表現出最佳能量密度和輸出特性的鋰二次電池已被廣泛商業化。特別地，主要使用的鋰二次電池包含含有有機溶劑的液體電解質(下文稱為“液體型二次電池”)。

然而，液體電解質在電極反應的過程中發生分解的液體型二次電池可能會導致電池膨脹，并因液體電解質的泄露而增加著火風險。具有優異穩定性的使用固體電解質的鋰二次電池(下文稱為“全固態電池”)作為解決液體型二次電池的問題的方法正受到廣泛關注。

同時，固體電解質可分為氧化物基固體電解質和硫化物基固體電解質。更通常地使用硫化物基固體電解質作為固體電解質，因為與氧化物基固體電解質相比，硫化物基固體電解質具有較高的鋰離子電導率，并且在較寬的電壓范圍內穩定。

然而，硫化物基固體電解質可能具有較低的楊氏模量，因此即使在低制造壓力下也表現出較高的離子電導率，但是存在這樣的問題，即由于其脆性，其應以增加的厚度生產。

本背景技術部分中公開的上述信息僅用于增強對本發明背景技術的理解，因此，其可以包含不構成在本國已為本領域技術人員所公知的現有技術的信息。

發明內容

在優選的方面中，提供了一種固體電解質片材及其制造方法，所述固體電解質片材包括多孔聚合物薄膜和復合固體電解質層，所述多孔聚合物薄膜包括多個孔隙，所述復合固體電解質層布置在多孔聚合物薄膜的至少一個表面上。復合固體電解質層可以包括固體電解質和膠凝聚合物電解質。

本文使用的術語“固體電解質片材”表示形成為具有平面結構的薄膜(例如，較薄的薄膜)或片材的固體電解質。優選地，固體電解質片材由支撐層(例如，聚合物薄膜)和嵌入或浸漬在其中的電解質材料制成。例如，固體電解質片材可以由多孔聚合物片材或薄膜和嵌入或浸漬在薄膜中的電解質材料(例如，離聚物或離子液體)形成。

本發明的目的不限于上述這些目的。通過以下說明，將清楚地理解本發明的其它目的，并且其能夠通過權利要求書中限定的方法及其組合而實施。

在一個方面中，提供了一種固體電解質片材，所述固體電解質片材包括多孔聚合物薄膜和復合固體電解質層，所述多孔聚合物薄膜包括多個孔隙，所述復合固體電解質層布置在多孔聚合物薄膜的至少一個表面上。優選地，復合固體電解質層可以包括固體電解質和凝膠聚合物電解質。

多孔聚合物薄膜可以包括無紡布。

固體電解質可以包括硫化物基固體電解質。

凝膠聚合物電解質可以包含含有丙烯酸酯重復單元的聚合物和離子山梨酸酯液體。

基于凝膠聚合物電解質的總重量，凝膠聚合物電解質可以包含約3.5重量％或更少的量的聚合物。

基于復合固體電解質層的總重量，凝膠聚合物電解質可以包含約1.5重量％或更少的量的聚合物。

丙烯酸酯重復單元可以包括選自乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)的一種或多種。

離子山梨酸酯液體可以包含鋰鹽和乙二醇二甲醚。