一种宽电化学窗口复合固体电解质及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电化学储能领域，具体是指一种宽电化学窗口复合固体电解质及其制备方法。该复合固体电解质的成分为聚丙烯腈、锂盐、陶瓷填料以及保护层材料，其制备方法如下：首先通过球磨或加热搅拌制备复合电解质的前驱体浆料；然后采用流延成型法将该浆料涂于洁净的玻璃板上，烘干后得到PAN基复合固体电解质；最后制备保护层浆料，并通过旋涂法或流延成型法将其均匀涂于所得的PAN基复合固体电解质的一个表面上，烘干后即得该宽电化学窗口复合固体电解质。本发明专利技术的复合固体电解质具有电化学窗口宽(0～4.5V vs.Li/Li

A composite solid electrolyte with wide electrochemical window and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种宽电化学窗口复合固体电解质及其制备方法
本专利技术涉及电化学储能领域，具体是指一种宽电化学窗口复合固体电解质及其制备方法。
技术介绍
高能量密度、高安全性的新一代电池是发展便携式电子产品和电动汽车的关键，近些来成为了学术界和工业界的研究重点。锂金属具有极高的能量密度和最负的电势，被誉为负极材料中的王冠。另外，传统的锂离子电池采用磷酸铁锂为正极活性物质，而磷酸铁锂的电势和能量密度较低，无法实现当前市场对高能量密度电池的需求。采用锂金属负极取代传统碳材料负极、高电压三元正极取代磷酸铁锂正极，是当前最具潜力的实现高能密度电池的方案。另一方面，传统的锂离子电池使用可燃性的液体电解液，存在严重的安全隐患。采用固体电解质取代传统液体电解质能有效解决该问题。而且由于固体电解质通常具有较高的剪切模量，理论上可以阻挡锂金属枝晶的生长，因而具有使锂金属负极实用化的潜力。虽然有很多优势，目前的固体电解质通常电化学窗口较窄，无法同时适用于锂金属负极和高电压三元正极。例如，氧化物固体电解质钙钛矿型LLTO和Nasicon型LAGP具有优良的正极抗氧化性，但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽电化学窗口复合固体电解质，其特征在于，该复合固体电解质的成分为聚丙烯腈、锂盐、陶瓷填料以及保护层材料，其中：/n陶瓷填料为不导电子的无机非金属材料，保护层材料包含粘接剂以及与锂金属接触稳定的固体材料，聚丙烯腈与锂盐的质量比为1:0.001～1:10，聚丙烯腈与陶瓷填料的质量比为1:20～1:0.01，聚丙烯腈与保护层材料的质量比为1:1～1:0.0001；保护层材料中，粘接剂以及与锂金属接触稳定的固体材料之间的质量比为1:20～1:0.1。/n

【技术特征摘要】
1.一种宽电化学窗口复合固体电解质，其特征在于，该复合固体电解质的成分为聚丙烯腈、锂盐、陶瓷填料以及保护层材料，其中：
陶瓷填料为不导电子的无机非金属材料，保护层材料包含粘接剂以及与锂金属接触稳定的固体材料，聚丙烯腈与锂盐的质量比为1:0.001～1:10，聚丙烯腈与陶瓷填料的质量比为1:20～1:0.01，聚丙烯腈与保护层材料的质量比为1:1～1:0.0001；保护层材料中，粘接剂以及与锂金属接触稳定的固体材料之间的质量比为1:20～1:0.1。


2.按照权利要求1所述的宽电化学窗口复合固体电解质，其特征在于，该复合固体电解质具有宽的电化学窗口为0～4.5Vvs.Li/Li+。


3.按照权利要求1所述的宽电化学窗口复合固体电解质，其特征在于，该复合固体电解质中所用的陶瓷填料为氮化硼或氧化锆。


4.按照权利要求1所述的宽电化学窗口复合固体电解质，其特征在于，该复合固体电解质中所用的锂盐为高氯酸锂或双三氟甲磺酰亚胺锂。


5.按照权利要求1所述的宽电化学窗口复合固体电解质，其特征在于，该复合固体电解质的保护层材料中，粘接剂为聚偏氟乙烯或聚丙烯酸，固体材料为氮化硼或氟化锂。


6.一种权利要求1至5之一所述的宽电化学窗口复合固体电解质的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将聚丙烯腈、锂盐和陶瓷填料按照比例混合，加入溶剂N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜后球磨或加热搅拌，得到复合固体电解质的前驱体浆料，前驱体浆料的固...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天寿，刘克，巫茂春，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;81