【技术实现步骤摘要】
一种复合固态电解质材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于固体电解质的制备和应用领域,具体涉及一种复合固态电解质材料及其制备方法和应用
。
技术介绍
[0002]随着社会经济发展,对能源需求的急剧增加,由化石燃料燃烧所引发的环境污染
、
资源枯竭等问题日趋严峻
。
发展高效的储能技术体系,开发利用风能
、
太阳能等清洁能源,能够在满足能源需求的同时,减少温室气体的排放
。
得益于其能量密度高
、
循环稳定等优势,锂离子电池已成为目前应用最广泛的商业电池
。
钠离子电池工作原理于锂离子电池类似,虽然能量密度偏低,但具有显著的成本优势,是低里程电动车
、
大规模储能应用场景下的战略备用体系
。
目前,实验研究及商业应用的二次电池的电解质主要为液态有机物
,
存在漏液
、
燃烧
、
爆炸等安全隐患
。
使用固态电解质替代传统电池中的隔膜和有机溶剂,能够显著提升电池安全性能,拓宽电池工作温度范围
。
此外,固态电解质机械性能优异,能够有效抑制锂枝晶生长,使金属负极的应用成为可能,进而大幅提升电池能量密度
。
[0003]固态电解质可分为无机固态电解质
、
聚合物电解质和复合固态电解质等
。
聚合物电解质具有机械性能优异,与电极材料界面相容性好等优势,但较低 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
一种复合固态电解质材料,其特征在于,包括以下组分:聚合物基体
、
溶质盐
、
填料
A
;所述溶质盐为锂盐或钠盐;所述填料
A
为改性金属
‑
有机框架材料;所述改性金属
‑
有机框架材料是由改性分子与金属
‑
有机框架材料的金属离子中心进行配位,和
/
或所述改性金属
‑
有机框架材料是由改性分子与金属
‑
有机框架材料的有机配体进行配体交换
。2.
如权利要求1所述的复合固态电解质材料,其特征在于,所述聚合物基体和溶质盐的质量之和与改性金属
‑
有机框架材料的质量比为
(1
~
49)
:
(1
~
49)
;所述聚合物基体中的最小重复单元与溶质盐的摩尔比为
(4
~
20):1。3.
如权利要求1所述的复合固态电解质材料,其特征在于,所述改性分子的最大长度<金属
‑
有机框架材料的孔径的
1/2。4.
如权利要求1所述的复合固态电解质材料,其特征在于,所述改性金属
‑
有机框架材料的制备方法包括以下步骤:将改性分子与金属
‑
有机框架材料的金属离子中心进行原位配合或非原位配合;所述非原位配合的方法包括以下步骤:将金属
‑
有机框架材料
、
改性分子和溶剂混合均匀,在
‑
20
~
300℃
的温度下反应
10min
~
168h
,使改性分子与金属
‑
有机框架材料的金属离子中心进行非原位配位,得到所述改性金属
‑
有机框架材料
。5.
如权利要求1所述的复合固态电解质材料,其特征在于,如下
(a)
~
(b)
中的至少一项:
(a)
所述改性金属
‑
有机框架材料中的金属元素自
Zn、Zr、Hf、Ca、Ba、Cu、Al、In、Mo、Fe、Mn、Co、Ni、La
中的至少一种;
(b)
所述改性金属
‑
有机框架材料中,所述改性分子包含链状基团
、
环状基团中的至少一种;所述链状基团选自醚基
、
醛基
、
羰基
、
羟基
、
羧基
、
酯基
、
氨基
、
亚氨基
、
酰胺基
、
氰基
、
硝基
、
磺基
、
巯基
、
硼酸根
、
卤素中的至少一种;所述环状基团选自脂环基
、
芳基
、
呋喃基
、
噻吩基
、
技术研发人员:章志珍,邹琪瑶,周靖翔,吴发权,司锐,
申请(专利权)人:中山大学,
类型:发明
国别省市:
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