【技术实现步骤摘要】
一种非对称固体电解质及其制备方法和在高电压固态电池中的应用
本专利技术属于能源材料制备和电化学领域，具体涉及一种非对称固体电解质及其制备方法和在高电压固态电池中的应用。
技术介绍
近年来，随着电动汽车和储能科学的不断发展，人们对高能量密度、高安全、低成本的锂离子电池提出更高的要求。商用的以石墨为负极的锂离子电池的开发即将达到理论极限，难以满足对高能量密度的要求。因此需要开发更高能量密度的新体系电池。金属锂以其超高的能量密度和低的化学势引起了科研工作者的广泛研究。但是液态金属锂电池由于电解液的燃烧及金属锂枝晶的生长具有很高的危险性。用固体电解质替换液态电解质有望实现安全的固态金属锂电池。目前所研究的固体电解质的种类很多，每种固体电解质具有其优势和缺点，难以同时满足与金属锂接触稳定，能抵挡锂枝晶刺穿，并能承受高电压与高电压正极材料匹配。从而极大程度地限制了其在实际生产中的应用。因此制备一种能够同时满足电池中各方面需求的固态电池是一个巨大的挑战。CN104282953A公开了一种非对称修饰层的钠电池，其包括...
【技术保护点】
1.一种非对称固体电解质，其含有聚合物电解质和无机电解质形成的非对称固体电解质层C，所述非对称固体电解质层C沿着与电池正极接触的一侧开始向与电池负极接触的一侧的方向，聚合物电解质与无机电解质的比值呈连续梯度降低。/n
【技术特征摘要】
1.一种非对称固体电解质，其含有聚合物电解质和无机电解质形成的非对称固体电解质层C，所述非对称固体电解质层C沿着与电池正极接触的一侧开始向与电池负极接触的一侧的方向，聚合物电解质与无机电解质的比值呈连续梯度降低。
2.权利要求1所述的非对称固体电解质，所述非对称固体电解质为单层膜结构，仅包括非对称固体电解质层C；或者为多层膜的复合结构，下称复合固体电解质层，在所述非对称固体电解质层C靠近电池正极的一侧增加一层固体聚合物电解质层A，和/或在靠近电池负极的一侧增加一层固体聚合物电解质层B。
3.权利要求2所述的非对称固体电解质，所述非对称固体电解质层C中的聚合物电解质选自聚醚类聚合物、聚胺类聚合物、聚酰胺类聚合物、纤维素类聚合物、聚硫醚类聚合物、聚酯类聚合物、聚腈类聚合物、聚砜类聚合物、聚氰类聚合物和聚偏氯乙烯类聚合物中的一种或几种；所述非堆成固体电解质层C中的无机电解质选自能够传导锂离子的无机陶瓷电解质或惰性无机颗粒一种或几种的混合物，其中所述无机陶瓷电解质选自锂多硫磷化物、锂矿石型氧化物、锂磷酸离子类、锂快离子导体、钠快离子导体中的一种或几种的混合物。
4.权利要求3所述的非对称固体电解质，所述锂矿石型氧化物为锂镧锆氧。
5.权利要求2所述的非对称固体电解质，所述固体聚合物电解质层A的聚合物电解质基质在4V以上保持稳定，选自聚偏二氯乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚合物键合型氰乙酸、1,3-双(3-氰丙基)四甲基二硅氧烷、1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷、氰乙基纤维素、6-[4-(4-氰基苯基)苯氧基]己基甲基丙烯酸酯、2,4-二氰基-3-乙基-3-甲基戊二酰亚胺、2-氰基丙基N-甲基-N-(4-吡啶)氨基二硫代碳酸酯、PSS-氰基丙基二甲基硅氧基-七环戊基取代、聚[6-[4-(4-氰苯基)苯氧基]己基甲基丙烯酸酯]、聚[4-(2,2-二氰乙烯基)-N-双(羟乙基)苯胺-alt-(4,4′-亚甲基双(苯基异氰酸酯))]尿烷、聚(5-(2-乙基己氧基)-2-甲氧基-氰基对苯二亚甲基)、聚(5-(3,7-二甲基辛氧基)-2-甲氧基-氰基对苯二亚甲基)、聚丙烯腈、聚(丙烯腈-co-丙烯酸甲酯)、聚(偏二氯乙烯-co-丙烯腈)、2-氨基-1-丙烯基-1,1,3-三甲腈、聚(1,4-亚苯基醚-醚-砜)、聚(氧代-1,4-亚苯基磺酰-1,4-苯撑)、聚苯砜、聚砜、聚醚砜中的一种或几种的混合物；
或者优选，所述固体聚合物电解质层A的聚合物电解质基质由2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯、2-氰基-3-甲基丁烯酸乙酯、2-氰基丙烯酸乙酯、2-氰基硫代乙酰胺、4-氰基苯异氰酸酯、丙烯腈、氰乙酸、2,4...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉国，段惠，范敏，殷雅侠，万立骏，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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