The invention provides a gel like structure lithium battery separator, a preparation method and a solid lithium battery. The lithium diaphragm comprises an upper and lower surface cortex, a middle three-dimensional pore layer, and an ionic conductive functional material filled in the cortex and the three-dimensional pore layer. The cortex has a nano-scale pore structure, the three-dimensional pore layer has a high porosity and a micron-scale pore structure, and the ionic conductive functional material is a mixture of polymer resin and lithium salt. The invention can improve the electrolyte retention ability of the diaphragm on the basis of maintaining the higher ionic conductivity ability on the basis of maintaining the higher ionic conductivity ability on the upper and lower surfaces of the high porosity three-dimensional pore layer, ensuring that the electrolyte does not flow significantly under the severe mechanical movement, maintains the gel state, and is expected to be applied to all solid state lithium ion batteries. In continuous production.
【技术实现步骤摘要】
一种类凝胶结构锂电隔膜、制备方法及全固态锂电池
本专利技术属于锂离子电池用隔膜材料及锂电池的制备领域，具体涉及一种类凝胶结构锂电隔膜、制备方法及全固态锂电池。
技术介绍
自从1991年SONY公司率先实现锂离子电池商业化后，锂离子电池逐渐从手机电池拓展到其它消费电子，并不断拓展至电动自行车、电动汽车、规模储能、航空航天等应用领域，且性能不断提升。但是对于能量密度越来越高的采用液态电解质的锂离子电池，尽管从材料、电极、电芯、模组、电源管理、热管理、系统设计等各个层面采取了多种改进措施，安全性问题依然很突出，热失控难以彻底避免。近年来，在新能源汽车领域不断报道的汽车起火、爆炸事故不断向人们敲响警钟，开发新型电池材料或新型电池成为迫在眉睫的严峻问题。与液态锂离子电池不同，全固态锂离子电池采用固态电解质，有望从根本主解决电池安全性问题，是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。与传统电解液锂离子电池相比具有的优势有：(1)完全消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患，热稳定性更高；(2)不必封装液体，支持串行叠加排列和双极结构，提高生产效率；(3)由于固体电解质的固态特性，可以叠加多...
【技术保护点】
1.一种锂电隔膜，其特征在于，所述隔膜包括上、下表面皮层、三维孔道层和离子导电功能填充材料；所述上、下表面皮层分别位于三维孔道层的上、下表面；所述上、下表面皮层和三维孔道层均具有孔道结构，所述离子导电功能填充材料位于所述孔道结构中。
【技术特征摘要】
1.一种锂电隔膜，其特征在于，所述隔膜包括上、下表面皮层、三维孔道层和离子导电功能填充材料；所述上、下表面皮层分别位于三维孔道层的上、下表面；所述上、下表面皮层和三维孔道层均具有孔道结构，所述离子导电功能填充材料位于所述孔道结构中。2.根据权利要求1所述的锂电隔膜，其特征在于，所述隔膜还包括下述1)-13)所述中的至少一种：1)上、下表面皮层的制备原料包括高分子树脂；具体的，上、下表面皮层的制备原料包括耐热高分子树脂；所述耐热包括高分子树脂的熔点高于150℃；再具体的，上、下表面皮层的制备原料包括聚偏氟乙烯树脂；2)上、下表面皮层的孔道结构为微米和/或纳米级孔道结构；具体的，所述孔道结构的平均孔径范围为0.2微米-1.0微米；3)上或下表面皮层的厚度为0.5-5微米；具体的，上或下表面皮层的厚度为0.5、0.2、0.6或2.0微米；优选0.6微米；4)上、下表面皮层和三维孔道层紧密结合；5)三维孔道层的制备原料包括高分子树脂；具体的，三维孔道层的制备原料包括耐热高分子树脂；所述耐热包括高分子树脂的熔点高于150℃；再具体的，三维孔道层的制备原料包括聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚苯醚和/或聚丙烯腈；优选聚丙烯腈；6)三维孔道层的孔道结构为微米级孔道结构；具体的，三维孔道层的孔道结构的平均孔径大于10微米；再具体的，三维孔道层的孔道结构的平均孔径为10-50微米；还具体的，三维孔道层的孔道结构的平均孔径为22、45、26或10微米；优选26微米；7)三维孔道层的孔道结构的孔隙率大于70％；再具体的，三维孔道层的孔道结构的孔隙率为80％-90％微米；还具体的，三维孔道层的孔道结构的孔隙率为84％、90％、87％或83％；优选87％；8)三维孔道层的厚度为15-50微米；具体的，三维孔道层的厚度为25、20、15或30微米；优选15微米；9)所述离子导电功能填充材料的制备原料包括高分子树脂和锂盐；具体的，所述高分子树脂包括具有良好的锂离子传递功能的高分子树脂；再具体的，所述高分子树脂包括聚环氧乙烷和/或聚环氧丙烷；优选聚环氧乙烷；具体的，所述锂盐包括LiPF6、LiCl、LiAlCl4、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiTFSI和/或LiBOB；再具体的，所述锂盐包括LiPF6、LiCl、LiCF3SO3和/或LiTFSI；优选LiTFSI；具体的，所述高分子树脂和锂盐之间属于物理和/或化学结合；10)上、下表面皮层和三维孔道层构成类凝胶状的骨架结构，且与离子导电功能填充材料间属于物理结合；11)三维孔道层的制备方法包括，将高分子树脂溶液制备成纳米纤维膜后干燥即得；具体的，所述高分子树脂包括耐热高分子树脂；所述耐热包括高分子树脂的熔点高于150℃；再具体的，所述高分子树脂包括聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚苯醚和/或聚丙烯腈；具体的，所述高分子树脂溶液的浓度为8％-25％；具体的，所述高分子树脂溶液的制备方法包括机械搅拌；具体的，所述制备成纳米纤维膜包括通过静电纺丝技术制备纳米纤维膜；再具体的，所述静电纺丝的电压为12kV-35kV、纺丝针头直径为0.3mm-1.2mm和/或纳米纤维接收距离为10cm-22cm；和/或所述干燥包括在80摄氏度-150摄氏度烘干；12)上或下表面皮层的制备方法包括，将高分子树脂溶液刮制在三维孔道层的上或下表面，干燥后即得；具体的，所述高分子树脂包括耐热高分子树脂；所述耐热包括高分子树脂的熔点高于150℃；再具体的，所述高分子树脂为聚偏氟乙烯树脂；具体的，可根据设计需要调整高分子树脂溶液的浓度，进而调整上或下表面皮层与三维孔道层间的界面结合特性；具体的，所述高分子树脂溶液的浓度为6％-18％；具体的，所述高分子树脂溶液的制备方法包括机械搅拌；具体的，所述干燥包括夹在玻璃板或钢板间干燥；和/或所述干燥包括在空气湿度为35％-95％、温度为80摄氏度-120摄氏度下处理12小时-48小时；13)所述隔膜制备方法包括，将上、下表面具有上、下表面皮层的三维孔道层浸入高分子树脂和锂盐的混合溶液中，静置后取出干燥即得；具体的，所述高分子树脂包括具有良好的锂离子传递功能的高分子树脂；再具体的，所述高分子树脂包括聚环氧乙烷和/或聚环氧丙烷；具体的，所述锂盐包括LiPF6、LiCl、LiAlCl4、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiTFSI和/或LiBOB；具体的，所述混合溶液中，高分子树脂和锂盐的质量比为1:2-1:10；具体的，所述混合溶液的制备方法包括机械搅拌或球磨搅拌；具体的，所述静置包括密封后在50-60摄氏度下保持3-12小时；具体的，所述干燥包括在100-120摄氏度下烘干。3.一种锂电隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤a-c：...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭辉，肖伟，
申请(专利权)人：东莞理工学院，北京赛知科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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