[發(fā)明專利]一種復(fù)合型石榴石型固態(tài)電解質(zhì)、二次電池以及制備方法

在審

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• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115911529A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃綿煜;林曉慧;馮志博;段洋;蔣俊宏;韋再明;李言
• 申請（專利權(quán)）人: 格力鈦新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11662
• 代理人: 林鵬飛

本發(fā)明公開了一種復(fù)合型石榴石型固態(tài)電解質(zhì)、二次電池以及制備方法，涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域。復(fù)合型石榴石型固態(tài)電解質(zhì)，包括基體以及包覆在所述基體表面的覆膜，所述基體為石榴石型固態(tài)電解質(zhì)，所述覆膜包括聚乙二醇以及聚環(huán)氧乙烯。將有機固態(tài)電解質(zhì)聚環(huán)氧乙烯(PEO)與一定比例聚乙二醇(PEG)混合并包覆于基體石榴石型固態(tài)電解質(zhì)表面，形成覆膜。PEG為PEO提供增塑效果，并減少其結(jié)晶度，覆膜能夠改善固態(tài)電解質(zhì)與電極之間的界面接觸效果，降低界面阻抗，基體石榴石型固態(tài)電解質(zhì)有效提高離子電導(dǎo)率，二者結(jié)合有效提升固態(tài)電池電化學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合型石榴石型固態(tài)電解質(zhì)、二次電池以及制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，各類電子設(shè)備已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一部分，而電動汽車在市場上的占有量也逐步提升。鋰離子電池由于具有能量密度高、功率密度大、工作溫度范圍寬、使用壽命長、對環(huán)境無污染等特點，廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品以及電動汽車上。當今主流鋰離子電池為液態(tài)鋰離子電池，由于所采用的電解液熔沸點低，特別容易揮發(fā)和燃燒，此外，液態(tài)鋰離子電池在循環(huán)使用中會伴隨鋰枝晶的生長，使電池性能降低，而且還會造成電池內(nèi)部短路，甚至?xí)l(fā)生爆炸。并且液態(tài)鋰電池空間占比較大，體積能量密度相對較低。

與液態(tài)電池相比，固態(tài)電池的安全性更好。固態(tài)電解質(zhì)較液態(tài)電解質(zhì)來說不會揮發(fā)和泄露，也不易燃燒，此外，固態(tài)電解質(zhì)還可以有效阻礙鋰枝晶的長大。目前，常用的固態(tài)電解質(zhì)是石榴石型固態(tài)電解質(zhì)。石榴石型固態(tài)電解質(zhì)具有離子電導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性良好、電化學(xué)窗口寬等優(yōu)點。但是石榴石型固態(tài)電解質(zhì)與電極之間表面接觸效果不好，界面阻抗較大，導(dǎo)致電池的性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有石榴石型固態(tài)電解質(zhì)與電極之間表面接觸效果不好，界面阻抗較大，導(dǎo)致電池的性能較差的問題。

為了解決上述問題，第一方面，本發(fā)明實施例提出一種復(fù)合型石榴石型固態(tài)電解質(zhì)，包括基體以及包覆在所述基體表面的覆膜，所述基體為石榴石型固態(tài)電解質(zhì)，所述覆膜包括聚乙二醇以及聚環(huán)氧乙烯。

其進一步的技術(shù)方案為，所述覆膜中，聚乙二醇的質(zhì)量百分比為10-20％。

其進一步的技術(shù)方案為，所述石榴石型固態(tài)電解質(zhì)為Li_aLa₃Zr_bV_cY_dO₁₂，其中，a為5～7；b為1～2；c為0～1；d為0～1

其進一步的技術(shù)方案為，所述覆膜的厚度為10～20um。

其進一步的技術(shù)方案為，所述基體的厚度為40～100um。

其進一步的技術(shù)方案為，所述聚乙二醇的分子量為400～20000。需要說明的是，分子量具體為數(shù)均分子量。

其進一步的技術(shù)方案為，所述聚環(huán)氧乙烯的分子量為20000～10000000。需要說明的是，分子量具體為數(shù)均分子量。

第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的復(fù)合型石榴石型固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，包括：

S1，采用固相法制備基體，所述基體為石榴石型固態(tài)電解質(zhì)；

S2，制備聚乙二醇與聚環(huán)氧乙烯的混合漿料，采用熱壓法使所述混合漿料成膜包覆于所述基體表面，形成覆膜。

其進一步的技術(shù)方案為，所述覆膜中，聚乙二醇的質(zhì)量百分比為10-20％。

第二方面，本發(fā)明提供一種二次電池，包括如第一方面所述的復(fù)合型石榴石型固態(tài)電解質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所能達到的技術(shù)效果包括：