一种固态电解质膜及其制备方法技术

本发明专利技术的一种固态电解质膜及其制备方法，所述的固态电解质膜包括无机固态电解质、聚合物电解质、聚合物添加剂及锂盐，所述的固态电解质膜通过热压成膜。本发明专利技术采用大量的无机固态电解质包覆少量聚合物电解质，通过添加少量聚合物添加剂，形成交联网络结构，降低聚合物电解质的结晶度，有利于锂离子迁移，提高室温离子导电率，同时提高固态电解质膜的机械强度和热稳定性，并且该制备方法未添加任何有机溶剂，绿色环保，操作简便，有利于实现工业化。有利于实现工业化。

【技术实现步骤摘要】
一种固态电解质膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于固态电解质
，具体涉及到一种固态电解质膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]现今，锂离子电池生产商不断的追求电池能量密度的提升，但是在这个过程中，安全问题一直制约着高能量密度的前进。如今，所采用的商用锂离子电池使用了易燃的有机电解质及有机溶剂，容易引发安全问题，导致电动汽车发生火灾，因此用不可燃的无机、陶瓷固体电解质取代有机电解质，组装全固态锂离子电池，有望最终解决锂离子电池的安全问题并提升锂离子电池的能量密度。目前对于固态电解质的研究，主要有三个类别：一是有机聚合物电解质，二是无机固体电解质，三是有机聚合物与无机固体电解质复合而成的复合电解质。有机聚合物电解质的电池易加工，可基本沿用现有的锂离子电池工艺，但是室温电导率低。无机固体电解质的室温电导率较高，但是材料成本较高，且电池工艺复杂，需要开发很多全新的电池生产设备，导致成本进一步升高。复合电解质膜具备有机聚合物电解质的易加工性能，并可一定程度上提高室温电导率，但是存在机械强度差导致膜容易破裂造成电池短路、与正负极界面相容性较差导致电池内阻较高、循环性能差的缺点，且室温电导率也有待进一步提高。基于上述问题，急需开发一种新的固态电解质以满足现阶段的需求。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种固态电解质膜及其制备方法，旨在提出一种环保简便的方法制备固态电解质膜，同时改善固态电解质膜机械性能及室温离子电导率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为一种固态电解质膜及其制备方法，所述的固态电解质膜包括无机固态电解质、聚合物电解质、聚合物添加剂及锂盐，所述的制备方法包括以下步骤：S1：将无机固态电解质与聚合物电解质添加至球磨机，充分混合；S2：添加锂盐至S1中，混合均匀；S3：添加将聚合物添加剂至S2中，混合均匀后；S4：将S3所制备的混合物在一定温度下进行压膜成型即得到固态电解质膜。
[0005]所述的无机固态电解质、聚合物电解质、聚合物添加剂及锂盐质量比为10～80%：5～50%：1～10%：5～20%。进一步地，所述的无机固态电解质、聚合物电解质、聚合物添加剂及锂盐质量比为50～80%：5～20%：2～8%：5～20%。
[0006]所述的无机固态电解质为锂镧钛氧、锂镧锆氧及锂镧锆钽氧中的一种或多种。
[0007]所述的聚合物电解质为聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯中的一种或多种。进一步地，所述的聚合物电解质为聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈中的一种或多种。
[0008]所述的聚合物添加剂为环糊精、壳聚糖中的一种或多种。进一步地，所述的聚合物添加剂为壳聚糖。
[0009]所述的的锂盐为六氟磷酸锂、双（三氟甲基磺酰）亚胺锂、二氟甲基磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、高氯酸锂中的一种或多种。进一步地，所述的的锂盐为双（三氟甲基磺酰）亚胺锂、二氟甲基磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂中的一种或多种。
[0010]所述的成膜压力为500~1000Mpa。进一步地，所述的成膜压力为600~800Mpa。
[0011]所述的热压温度为60～100℃。进一步地，所述的热压温度为70～90℃。
[0012]所述的固态电解质膜厚度为20～100um。进一步地，所述的固态电解质膜厚度为50～100um。
[0013]按照本专利技术的另一方面，提供了一种固态电解质膜，其由所述的制备方法制备。
[0014]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术采用大量的无机固态电解质包覆少量聚合物电解质，通过添加少量聚合物添加剂，形成交联网络结构，降低聚合物电解质的结晶度，有利于锂离子迁移，提高室温离子导电率，同时提高固态电解质膜的机械强度和热稳定性；（2）本专利技术固态电解质膜的制备方法未添加任何有机溶剂，绿色环保，操作简便，有利于实现工业化。
具体实施方式
[0015]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。
[0016]实施例1：S1:将70%锂镧锆钽氧粉末与10%聚氧化乙烯添加至球磨机，充分混合；S2:添加15%双（三氟甲基磺酰）亚胺锂至S1中，混合均匀；S3:添加将5%的壳聚糖至S2中，混合均匀后；S4:将S3所制备的混合物在一定80℃下用800Mpa的压力进行压膜成型即得到固态电解质膜。
[0017]实施例2：S1:将80%锂镧锆钽氧粉末与5%聚氧化乙烯添加至球磨机，充分混合；S2:添加10%双（三氟甲基磺酰）亚胺锂至S1中，混合均匀；S3:添加将5%的壳聚糖至S2中，混合均匀后；S4:将S3所制备的混合物在一定80℃下用800Mpa的压力进行压膜成型即得到国固态电解质膜。
[0018]实施例3：S1:将60%锂镧锆钽氧粉末与20%聚氧化乙烯添加至球磨机，充分混合；S2:添加15%双（三氟甲基磺酰）亚胺锂至S1中，混合均匀；S3:添加将5%的壳聚糖至S2中，混合均匀后；S4:将S3所制备的混合物在一定80℃下用800Mpa的压力进行压膜成型即得到国固态电解质膜。
[0019]实施例4：
S1:将70%锂镧锆钽氧粉末与10%聚氧化乙烯添加至球磨机，充分混合；S2:添加15%双（三氟甲基磺酰）亚胺锂至S1中，混合均匀；S3:添加将5%的壳聚糖至S2中，混合均匀后；S4:将S3所制备的混合物在一定100℃下用800Mpa的压力进行压膜成型即得到国固态电解质膜。
[0020]实施例5：S1:将70%锂镧锆钽氧粉末与10%聚氧化乙烯添加至球磨机，充分混合；S2:添加15%双（三氟甲基磺酰）亚胺锂至S1中，混合均匀；S3:添加将5%的壳聚糖至S2中，混合均匀后；S4:将S3所制备的混合物在一定60℃下用800Mpa的压力进行压膜成型即得到国固态电解质膜。
[0021]本专利技术提供了一种固态电解质膜及其制备方法，有效地改善了固态电解质膜机械性能、热稳定性及室温离子电导率。
[0022]以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术的技术范围作出任何限制，故凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术的技术方案范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态电解质膜及其制备方法，其特征在于，所述的固态电解质膜包括无机固态电解质、聚合物电解质、聚合物添加剂及锂盐，所述的制备方法包括以下步骤：S1：将无机固态电解质与聚合物电解质添加至球磨机，充分混合；S2：添加锂盐至S1中，混合均匀；S3：添加将聚合物添加剂至S2中，混合均匀后；S4：将S3所制备的混合物在一定温度下进行压膜成型即得到固态电解质膜。2.如权利要求1所述的一种固态电解质膜及其制备方法，所述的无机固态电解质、聚合物电解质、聚合物添加剂及锂盐质量比为10～80%：5～50%：1～10%：5～20%。3.如权利要求1所述的一种固态电解质膜及其制备方法，所述的无机固态电解质为锂镧钛氧、锂镧锆氧及锂镧锆钽氧中的一种或多种。4.如权利要求1所述的一种固态电解质膜及其制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔日俊，李国敏，
申请(专利权)人：深圳格林德能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：