一种具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质及全固态锂电池制造技术

本发明专利技术涉及一种具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质及全固态锂电池，所述复合固体电解质由有机/无机复合固体电解质层及复合在其表面的梯度结构层组成，所述固体电解质的梯度结构层与电池正极接触或作为正极；所述梯度结构层中含有正极活性物质和导离子电解质，所述导离子电解质为导离子无机物与导离子有机物的混合物，往有机/无机复合固体电解质层方向正极活性物质浓度逐渐减少，导离子无机物浓度逐渐增大。本发明专利技术在全固态电池的固体电解质界面设置梯度结构层，匹配电解质端与正极端不同的化学、电化学环境，使得正极与电解质间界面接触得到大大改善，降低电解质/正极界面阻抗，提高全固态电池的充放电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质及全固态锂电池
本技术属于全固态电池领域，涉及一种具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质及全固态锂电池。技术背景传统锂离子电池是一种二次电池，也即可充电电池，1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。现如今，锂离子电池应用范围极广，在包括手机、笔记本电脑、电动车在内的便携式电子设备或交通工具等多个领域内大放异彩。相较于其他种类的电池，传统锂离子电池质轻，有更高的输出电压和能量密度，自放电低，循环寿命长，工作温度范围宽，但也存在不少缺点，如易泄漏、易腐蚀等，导致其安全性差、可靠性低，并不普适于包括电动汽车、航空飞机等在内的须确保安全性的领域。自其发展至今，新闻中偶见小至手机，大至飞机的锂电池起火乃至爆炸事故。安全问题已成为制约其在该领域发展的瓶颈，亟待解决。基于此背景，全固态锂电池应运而生。不同于传统锂电池，全固态电池各个单元(包括电解质在内)均由固态材料组成。该电池也是一种二次电池，工作原理与液态电池相同，其显著的优点在于：高安全性，宽的电化学窗口，高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质，其特征在于，其由有机/无机复合固体电解质层及复合在其表面的梯度结构层组成，所述固体电解质的梯度结构层与电池正极接触或作为正极；/n所述梯度结构层中含有正极活性物质和导离子电解质，所述导离子电解质为导离子无机物与导离子有机物的混合物，往有机/无机复合固体电解质层方向正极活性物质浓度逐渐减少，导离子无机物浓度逐渐增大。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质，其特征在于，其由有机/无机复合固体电解质层及复合在其表面的梯度结构层组成，所述固体电解质的梯度结构层与电池正极接触或作为正极；
所述梯度结构层中含有正极活性物质和导离子电解质，所述导离子电解质为导离子无机物与导离子有机物的混合物，往有机/无机复合固体电解质层方向正极活性物质浓度逐渐减少，导离子无机物浓度逐渐增大。


2.根据权利要求1所述的具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质，其特征在于，所述正极活性物质为钴酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂中的一种。


3.根据权利要求1所述的具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质，其特征在于，所述导离子无机物为石榴石型固体电解质，选自立方相的LLZO、掺杂LLZO中的一种或多种，其平均粒径为100nm～20μm，且其质量占导离子电解质质量的7.5～80％，占梯度结构层质量的1.13～40％。


4.根据权利要求1所述的具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质，其特征在于，所述导离子有机物选自聚氧化乙烯基聚合物电解质，聚硅氧烷基聚合物电解质，其质量占导离子电解质质量的20～92.5％，占梯度结构层质量的3～46.25％。


5.根据权利要求1所述的具有梯度界面结构的有机/无机复合固体电解质，其特征在于，所述梯度结构层由三层以上含不同正极活性物质和导离子电解质浓度的膜层组成，每层厚度为10～167μm，各膜层厚度相同或不同，并且各膜层...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斐，宋尚斌，曹诗雨，沈强，张联盟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42