一种三明治结构的三层复合电解质及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种三明治结构的三层复合电解质及其制备方法和应用，本发明专利技术利用多官能度丙烯酸酯在引发剂的交联作用将含聚合物电解质、锂盐和无机电解质颗粒的混合溶液固化形成三明治结构复合电解质的中间层，两侧各涂敷一层较薄的凝胶电解质形成三明治结构的复合电解质。作为中间层的电解质不仅包含了无机电解质颗粒，其内部还因交联聚合作用锁定了部分液相，这两者均可以实现锂离子的快速传导，提高了复合电解质的离子电导率。两侧涂敷的凝胶电解质减小了电解质与正负极的界面阻抗。该三明治结构的复合电解质可应用固态电池在保持高离子电导的同时也实现了与正负极的柔性接触。

【技术实现步骤摘要】
一种三明治结构的三层复合电解质及其制备方法和应用
本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种三明治结构的三层复合电解质的制备方法。
技术介绍
目前商业化的锂电池采用有机液体电解质，在使用过程中，有机液态电解质会出现挥发、干涸、泄露等现象，影响电池寿命，同时有机液态电解质在充放电过程中容易和电极材料发生副反应，出现胀气，存在着火爆炸等一些列的安全隐患。此外，传统的液态电解质锂电池无法使用高比容量的锂金属作为负极，由于金属锂在液态电解质循环过程中会产生枝晶，刺穿隔膜，会导致电池短路、热失控等问题。因此，开发高能量密度、安全性和长循环寿命的电池体系具有重要意义和应用前景。针对有机液态电解质存在的问题，开发全固态电池是必由之路。相对于传统的液态锂电池，全固态锂电池具有优异的安全特性、循环特性、高能量密度和低成本的优势。固态二次锂电池的核心材料是固态电解质，主要包括硫化物、氧化物、聚合物。硫化物固态电解质在空气中极不稳定，易与水和氧发生反应，这限制它的应用。尽管氧化物固态电解质拥有较稳定的物理化学性质，高的离子电导率和优异的力学性能，但是纯氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三明治结构的三层复合电解质的制备方法，包括以下步骤：/n(1)将第一聚合物、第一锂盐和作为交联剂的多官能度丙烯酸酯加入第一溶剂中进行搅拌得到均匀溶液；/n(2)将导锂的无机电解质颗粒加入步骤(1)中所得的均匀溶液中，搅拌至颗粒在溶液中分散均匀，最后向溶液中加入引发剂搅拌，得到混合液；/n(3)将步骤(2)中得到的混合液用刮刀涂敷在玻璃板上，在紫外光或加热的作用下溶液中多官能度丙烯酸酯交联聚合，玻璃板上涂敷的溶液固化，形成复合电解质膜；/n(4)将第二聚合物和第二锂盐依次加入第二溶剂中，充分搅拌形成均匀的粘稠的电解质溶液；/n(5)将步骤(4)中得到的粘稠的电解质溶液直接涂敷在步骤(3)...

【技术特征摘要】
1.一种三明治结构的三层复合电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将第一聚合物、第一锂盐和作为交联剂的多官能度丙烯酸酯加入第一溶剂中进行搅拌得到均匀溶液；
(2)将导锂的无机电解质颗粒加入步骤(1)中所得的均匀溶液中，搅拌至颗粒在溶液中分散均匀，最后向溶液中加入引发剂搅拌，得到混合液；
(3)将步骤(2)中得到的混合液用刮刀涂敷在玻璃板上，在紫外光或加热的作用下溶液中多官能度丙烯酸酯交联聚合，玻璃板上涂敷的溶液固化，形成复合电解质膜；
(4)将第二聚合物和第二锂盐依次加入第二溶剂中，充分搅拌形成均匀的粘稠的电解质溶液；
(5)将步骤(4)中得到的粘稠的电解质溶液直接涂敷在步骤(3)得到的复合电解质膜的两侧，得到三明治结构的三层复合电解质。


2.根据权利要求1所述的三明治结构的三层复合电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，添加多官能度丙烯酸酯的量为第一溶剂质量的20％～60％，添加第一锂盐的量为第一溶剂质量的20％～100％，添加第一聚合物的量为第一溶剂质量的5％～50％。


3.根据权利要求1所述的三明治结构的三层复合电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的第一聚合物为聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯共聚六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈或聚乙烯醇中的一种或几种；
所述的第一锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、草酸二氟硼酸锂、二氟磷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂或三氟甲磺酸锂中的一种或者几种；
所述的第一溶剂为磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯中的一种或几种；
所述的多官能度丙烯酸酯为聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的三明治结构的三层复合电解质...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂江平，蔡丹，汪东煌，张晟昭，王秀丽，夏新辉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33