[發明專利]一種用于柔性鋰電池的復合固態電解質設計

在審

• 申請號: 202211681446.6
• 申請日: 2022-12-27
• 公開（公告）號: CN115911517A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 黃永鑫;高圣鈺;陳人杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/052
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于柔性鋰電池的復合固態電解質設計，其特征在于：通過靜電紡絲技術制造了Nb摻雜的LLZO無機陶瓷纖維填料；采用硅烷偶聯劑改善LLZNO與PEO之間的界面接觸性。步驟如下：

步驟1：通過配置好的靜電紡絲前體溶液電紡得到LLZNO納米纖維膜；

步驟2：在馬弗爐中高溫燒結得到LLZNO無機陶瓷纖維填料；

步驟3：PEO、LiTFSI與硅烷偶聯劑混合，得到聚合物基體溶液；

步驟4：將聚合物基體溶液與LLZNO摻雜，通過溶液澆筑法，制得柔性復合固態電解質。

2.如權利要求1所述的復合固態電解質制備技術，其特征在于：LLZNO的前體溶液配方為：將硫酸鋰、無水硫酸鑭、乙醇鋯、乙氧基鈮按Li_6.5La₃Zr_1.5Nb_0.5O₁₂比例稱取混合；將溶質加入N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、冰乙酸，再加入適量(約10wt％)的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)充分溶解，得到紡絲前體溶液。

3.如權利要求1所述的復合固態電解質制備技術，其特征在于：將所述紡絲前體溶液置于注射器中進行靜電紡絲，再置于馬弗爐中高溫煅燒；煅燒溫度為900～1000℃，煅燒時間為2～3小時。

4.如權利要求1～3所述的復合固態電解質，其特征在于：PEO與LiTFSI的摩爾比例為(5～8):1。

5.如權利要求1～4所述的復合固態電解質，其特征在于：采用硅烷偶聯劑與聚合物基體溶液混合以改善固態電解質中無機-有機界面不相容的問題。

6.如權利要求5所述的復合固態電解質制備技術，其特征在于，制備方法為：適量稱取PEO溶解于乙腈中，攪拌均勻；再按量稱取LiTFSI，混合均勻；加入適量硅烷偶聯劑，混合均勻后得到聚合物基體溶液。

7.如權利要求1～6所述的復合固態電解質，其特征在于：LLZNO纖維占聚合物基體溶液質量比的5％-15％。

8.復合固態電解質，其特征在于：所述復合固態電解質采用如權利要求1～7的方法進行制備。

9.一種鋰電池，包括：正極、負極、固態電解質，其特征在于：電解質為權利要求1～7中所述的任一種方法制備的復合固態電解質。

10.如權利9所述的固態鋰電池，其特征在于：所述負極為石墨或鋰金屬，正極活性物質為磷酸鐵鋰(LFP)或NCM三元材料。