[發明專利]一種復合型石榴石型固態電解質、二次電池以及制備方法

在審

• 申請號: 202211728530.9
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115911529A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）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）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權代理有限公司 11662
• 代理人: 林鵬飛

本發明公開了一種復合型石榴石型固態電解質、二次電池以及制備方法，涉及新能源技術領域。復合型石榴石型固態電解質，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電解質，所述覆膜包括聚乙二醇以及聚環氧乙烯。將有機固態電解質聚環氧乙烯(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電解質表面，形成覆膜。PEG為PEO提供增塑效果，并減少其結晶度，覆膜能夠改善固態電解質與電極之間的界面接觸效果，降低界面阻抗，基體石榴石型固態電解質有效提高離子電導率，二者結合有效提升固態電池電化學性能。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，尤其涉及一種復合型石榴石型固態電解質、二次電池以及制備方法。

背景技術

近年來，隨著科技的不斷發展，各類電子設備已經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、對環境無污染等特點，廣泛應用于電子產品以及電動汽車上。當今主流鋰離子電池為液態鋰離子電池，由于所采用的電解液熔沸點低，特別容易揮發和燃燒，此外，液態鋰離子電池在循環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部短路，甚至會發生爆炸。并且液態鋰電池空間占比較大，體積能量密度相對較低。

與液態電池相比，固態電池的安全性更好。固態電解質較液態電解質來說不會揮發和泄露，也不易燃燒，此外，固態電解質還可以有效阻礙鋰枝晶的長大。目前，常用的固態電解質是石榴石型固態電解質。石榴石型固態電解質具有離子電導率高、化學穩定性良好、電化學窗口寬等優點。但是石榴石型固態電解質與電極之間表面接觸效果不好，界面阻抗較大，導致電池的性能較差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有石榴石型固態電解質與電極之間表面接觸效果不好，界面阻抗較大，導致電池的性能較差的問題。

為了解決上述問題，第一方面，本發明實施例提出一種復合型石榴石型固態電解質，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電解質，所述覆膜包括聚乙二醇以及聚環氧乙烯。

其進一步的技術方案為，所述覆膜中，聚乙二醇的質量百分比為10-20％。

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

其進一步的技術方案為，所述覆膜的厚度為10～20um。

其進一步的技術方案為，所述基體的厚度為40～100um。

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

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

第二方面，本發明提供一種如第一方面所述的復合型石榴石型固態電解質的制備方法，包括：

S1，采用固相法制備基體，所述基體為石榴石型固態電解質；

S2，制備聚乙二醇與聚環氧乙烯的混合漿料，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。

其進一步的技術方案為，所述覆膜中，聚乙二醇的質量百分比為10-20％。

第二方面，本發明提供一種二次電池，包括如第一方面所述的復合型石榴石型固態電解質。

與現有技術相比，本發明所能達到的技術效果包括：