高电导率无机固态电解质浆料及制备方法、隔膜、锂电池技术

本发明专利技术属于锂电池制造技术领域，具体涉及一种高电导率无机固态电解质浆料及制备方法、隔膜、锂电池，其中高电导率无机固态电解质浆料的制备方法，包括以下步骤：制备高电导率无机固态电解质溶液，即将高电导率无机固态电解质加入分散剂溶液中进行搅拌，并加入硅烷偶联剂；高速分散，即向高电导率无机固态电解质溶液中加入增稠剂溶液并进行高速分散；均匀分散，即向高速分散后的高电导率无机固态电解质溶液中加入粘结剂并使其均匀分散。本发明专利技术的高电导率无机固态电解质浆料，向高电导率的无机固态电解质溶液中加入硅烷偶联剂、粘结剂，使制得高电导率无机固态电解质浆料具有较高的电导率。

【技术实现步骤摘要】
高电导率无机固态电解质浆料及制备方法、隔膜、锂电池
本专利技术属于锂电池制造
，具体涉及一种高电导率无机固态电解质浆料及制备方法、隔膜、锂电池。
技术介绍
锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，邮电通讯的不间断电源，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。锂离子电池的隔膜作为其关键部分，主要起到隔离正负极、防止电池短路、保留电解液、允许锂离子通过的作用。目前，商业化的锂电池隔膜主要为聚烯烃多孔膜，尽管此类隔膜具有化学惰性好、易加工、成本低的有点，但当前主流锂电池常使用液态电解质，而聚烯烃的低表面能以及拉伸法成孔工艺使得该类隔膜存在电解液润湿性能差的缺点，同时液态电解质锂电池中含有易燃性液态有机物，存在着火、爆炸等安全隐患。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高电导率无机固态电解质浆料及制备方法、隔膜、锂电池。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高电导率无机固态电解质浆料的制备方法，包括以下步骤：对高电导率无机固态电解质进行有机化改性；制备高电导率无机固态电解质溶液，将有机化改性后的高电导率无机固态电解质加入分散剂溶液中进行搅拌；高速分散，即向高电导率无机固态电解质溶液中加入增稠剂溶液并进行高速分散；均匀分散，即向高速分散后的高电导率无机固态电解质溶液中加入粘结剂并使其均匀分散。第二方面，本专利技术还提供了一种高电导率无机固态电解质浆料，包括以下原料：高电导率无机固态电解质、分散剂、增稠剂、粘结剂；其中所述高电导率无机固态电解质为即LiT2(PO4)3，其中T为Ti、Cr、Zr中的一种或多种。第三方面，本专利技术还提供了一种高柔性高电导率固态电解质隔膜的制备方法，包括以下步骤：浆料涂覆，将如前所述的高电导率无机固态电解质浆料涂覆到多孔隔离膜的表面；烘干收卷，将涂覆有高电导率无机固态电解质浆料的多孔隔离膜烘干后进行收卷。第四方面，本专利技术还提供了一种高柔性高电导率固态电解质隔膜，包括：单面或双面涂覆有如前所述的高电导率无机固态电解质浆料的多孔隔离膜；所述固态电解质隔膜的厚度为1～50μm；所述固态电解质隔膜的孔隙率为25～90％。第五方面，本专利技术还提供了一种锂电池，包括：隔膜；所述隔膜适于采用如前所述的高柔性高电导率固态电解质隔膜。本专利技术的有益效果是，本专利技术的高电导率无机固态电解质浆料，采用硅烷偶联剂对高电导率无机固态电解质进行有机化改性后，降低了高电导率无机固态电解质的亲水性，使制得的高电导率无机固态电解质浆料涂敷在多孔隔离膜的表面后，提高了高柔性高电导率固态电解质隔膜与电极材料的界面相容性，同时使制得的多孔隔离膜具有较低的含水率，将该隔膜用于制备锂电池时提高了锂电池的安全性；将高电导率无机固态电解质以浆料的形式涂覆于多孔隔离膜的表面，使隔膜与高电导率固态电解质形成一体化膜，不仅避免了固态电解质单独使用时的脆性问题，在制备锂电池的过程中方便组装，还消除了固态电解质与隔膜之间的间隙降低了界面电阻，使锂电池的内电阻减小，降低了锂电池发热现象的产生，避免了起火等安全隐患，提高了锂电池的安全性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的高电导率无机固态电解质浆料单面涂覆的隔膜的结构示意图；图2是本专利技术的高电导率无机固态电解质浆料双面涂覆的隔膜的结构示意图。图中：1-多孔隔离膜；2-高电导率无机固态电解质涂层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了提高锂电池的安全性及其使用寿命，避免使用液体电解质带来的安全隐患，本专利技术提供了一种高电导率无机固态电解质浆料的制备方法，包括以下步骤：对高电导率无机固态电解质进行有机化改性；制备高电导率无机固态电解质溶液，将有机化改性后的高电导率无机固态电解质加入分散剂溶液中进行搅拌；高速分散，即向高电导率无机固态电解质溶液中加入增稠剂溶液并进行高速分散；均匀分散，即向高速分散后的高电导率无机固态电解质溶液中加入粘结剂并使其均匀分散。其中，所述高电导率无机固态电解质为即LiT2(PO4)3，其中T为Ti、Cr、Zr中的一种或多种；所述LiT2(PO4)3的粒径分布D50为0.1～5.0μm。可选的，所述LiT2(PO4)3的粒径分布D50可以但不限于为0.1μm、0.5μm、2.5μm、3.2μm、4.4μm、5.0μm，优选的可以为0.3μm、0.8μm、1.2μm、1.6μm、2.0μm。具体的，通过对LiT2(PO4)3粒径的控制，可以有效的避免堵孔的发生，多孔隔离膜的孔径一般不超过100nm，因此微米级的LiT2(PO4)3粉末不会进入孔的内部造成堵孔；同时，通过对LiT2(PO4)3粒径的控制，可以有效控制高电导率无机固态电解质浆料的黏度，以及高电导率无机固态电解质浆料涂层厚度的均一性。可选的，所述对高电导率无机固态电解质进行有机化改性的方法为：向高电导率无机固态电解质的水溶液中加入硅烷偶联剂、PEO。其中，硅烷偶联剂、PEO的加入对高电导率无机固态电解质进行有机化改性，对高电导率无机固态电解质进行有机化改性的反应机理为：RSiX3+M-OH+CH2CH2O→M-SiO-CHCH2O式中，RSiX3为硅烷偶联剂；R为有机官能团；X为可水解的基团；M为无机固态电解质。由上式可知，硅烷偶联剂的加入在高电导率无机固态电解质的表面形成有机官能团，增加了高电导率无机固态电解质的亲油疏水性，同时还增加了高电导率无机固态电解质与多孔隔离膜的结合力，提高了与多孔隔离膜的相容性；无机固态电解质浆料中的水会对锂电池的安全性能及电性能会产生不利影响，由于本专利技术中对高电导率无机固态电解质进行表面疏水改性后，降低了高电导率无机固态电解质浆料的含水率，减少了有水产生的锂离子消耗，降低了水的存在对锂电池充放电性能的影响，提高了锂电池的安全性。分散剂的加入使高电导率无机固态电解质均匀分散于溶液中，以形成稳定的高电导率无机固态电解质溶液；增稠剂与粘结剂的加入使制得的高电导率无机固态电解质浆料具有一定的黏度，以便于涂覆。具体的，将高电导率无机固态电解质加入到分散剂溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高电导率无机固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n对高电导率无机固态电解质进行有机化改性；/n制备高电导率无机固态电解质溶液，将有机化改性后的高电导率无机固态电解质加入分散剂溶液中进行搅拌；/n高速分散，向有机化改性后的高电导率无机固态电解质溶液中加入增稠剂溶液并进行高速分散；/n均匀分散，向高速分散后的高电导率无机固态电解质溶液中加入粘结剂并使其均匀分散。/n

【技术特征摘要】
1.一种高电导率无机固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对高电导率无机固态电解质进行有机化改性；
制备高电导率无机固态电解质溶液，将有机化改性后的高电导率无机固态电解质加入分散剂溶液中进行搅拌；
高速分散，向有机化改性后的高电导率无机固态电解质溶液中加入增稠剂溶液并进行高速分散；
均匀分散，向高速分散后的高电导率无机固态电解质溶液中加入粘结剂并使其均匀分散。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述高电导率无机固态电解质为LiT2(PO4)3，其中T为Ti、Cr、Zr中的一种或多种；
所述LiT2(PO4)3的粒径分布D50为0.1～5.0μm。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述对高电导率无机固态电解质进行有机化改性的方法为：
向高电导率无机固态电解质的水溶液中加入硅烷偶联剂、PEO。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
高电导率无机固态电解质浆料中高电导率无机固态电解质：分散剂：硅烷偶联剂：增稠剂：粘结剂之间的重量比为1：0.003～0.008：0.005～0.015：0.03～0.09：0.03～0.1。


5.一种高电导率无机固态电解质浆料，其特征在于，包括以下原料：
高电导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成豪，李正林，翁星星，陈朝晖，贡晶晶，
申请(专利权)人：江苏厚生新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32