一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料及其制备方法和应用，通过将添加了锂盐和增塑剂的聚合物电解质溶液灌入纳米Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3(LATP)骨架中制备得到。其可直接切片成直径为19mm的圆片直接用作锂离子电池的电解质，并以磷酸铁锂LiFePO4作为正极材料，以锂片为负极材料组装成固态锂离子半电池，在0.2C倍率下，循环200次后，锂离子电池的容量保持在82％以上，且其库伦效率接近100％。该方法制备过程简单，产量大，成本低，可以大面积生产，易于实现工业化，应用于锂离子电池中可以抑制锂枝晶的生长，提高电池容量。

Three dimensional nano matrix composite gel electrolyte material and preparation method and application thereof

The invention discloses a three-dimensional nano matrix composite gel electrolyte material and a preparation method and application thereof. The polymer electrolyte solution added with lithium salt and plasticizer is filled into the nano Li1.5Al0.5Ti1.5 (PO4) 3 (LATP) skeleton. It can be directly sliced into wafers with diameter of 19 mm and used as electrolyte of lithium ion batteries. LiFePO4 is used as cathode material and lithium is used as negative material to assemble solid-state lithium ion semi-batteries. After 200 cycles at 0.2C rate, the capacity of lithium ion batteries is maintained above 82%, and the coulomb efficiency is close to 100%. The method has the advantages of simple preparation process, large output, low cost, large area production and easy industrialization. It can inhibit the growth of lithium dendrite and improve the capacity of lithium ion batteries when applied to lithium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料及其制备方法和应用
本专利技术属于锂离子电池电解质制备
，具体涉及一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料及其制备方法和应用。
技术介绍
锂离子电池因能量密度高、放电电压高、自放电率低等优点已应用于电动汽车等领域。然而锂离子电池电解液易泄露、燃烧、爆炸的特征带来很大的安全隐患。为解决这个问题，固态电解质和固态电池应运而生。同时，固态电解质具有良好的力学性能，能够抑制锂枝晶的生长，进一步提高电池安全性。近年来，对锂离子电池用聚合物电解质和玻璃陶瓷电解质和块离子导体的研究逐渐广泛而深入。聚合物电解质有良好的力学性能和成膜性、与电解相容性良好等优点，另外，模量足够高的聚合物可以防止锂枝晶的形成。聚合物电解质的基体主要包括聚氧化乙烯(PEO)，聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯等。目前，聚合物电解质在锂离子电池中的应用主要受限于其相对较低的离子电导率(10-8-10-7S/cm)，较常用的改型方法有纳米颗粒掺杂、加入增塑剂等。与纳米颗粒复合可以降低聚合物结晶度，促进链段的运动，提高聚合物电导率。然而，纳米颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述三维纳米骨架复合凝胶电解质材料由添加了锂盐和增塑剂的聚合物电解质溶液灌入纳米Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3(LATP)骨架中形成。

【技术特征摘要】
1.一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述三维纳米骨架复合凝胶电解质材料由添加了锂盐和增塑剂的聚合物电解质溶液灌入纳米Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3(LATP)骨架中形成。2.一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)利用溶胶-凝胶法制备Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3水凝胶前驱体，将水凝胶刮涂在陶瓷板上，干燥后煅烧，即可得到纳米LATP薄层；(2)将聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、锂盐与N，N-二甲基甲酰胺(DMF)混合，搅拌使之成为均质粘稠的混合溶液；(3)将步骤(2)得到的混合溶液滴入步骤(1)得到的纳米LATP薄层中，并刮涂成厚度均匀的湿膜；(4)湿膜在常温下真空干燥即可得到三维纳米骨架复合凝胶电解质材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)的质量之比为(1～2):(1～2):1。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛丽媛，夏妍，金源，王康彦，郭永斌，
申请(专利权)人：浙江众泰汽车制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33