一种锂离子电池固态电解质纳米分散液的配制方法及固态电解质纳米分散液技术

本发明专利技术提供了一种固态电解质分散液的配制方法，包括以下步骤，首先选择有机溶剂；所述选择的方式包括：选择在水介质中pKa值大于20的有机溶剂，或在DMSO介质中pKa值大于27的有机溶剂；然后将上述步骤选择的有机溶剂和固态电解质粉体进行混合后，得到固态电解质分散液。本发明专利技术提供的固态电解质分散液的配制方法，旨在找到一种选择方法，选择合适的溶剂去配制相应的分散液，能够让溶剂与固态电解质纳米粉体相互稳定，或不发生明显反应，溶剂和纳米固态电解质材料各自保持原有性质，可以消除或减小溶剂对固态电解质纳米颗粒表面状态的影响，降低由此导致的材料性能损失。降低由此导致的材料性能损失。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池固态电解质纳米分散液的配制方法及固态电解质纳米分散液


[0001]本专利技术属于锂离子电池固态电解质纳米分散液
，涉及一种固态电解质分散液的配制方法及固态电解质分散液，尤其涉及一种锂离子电池固态电解质纳米分散液的配制方法及固态电解质纳米分散液。

技术介绍

[0002]能源产业作为社会的支柱产业，在现代化发展进程中越发扮演重要的角色。新能源技术具有绿色、环保、可再生的特点，正在逐渐取代传统的化石能源技术。锂离子电池作为新能源技术的代表，在二十世纪九十年代商业化之后经历了迅猛的发展，逐步成为能源产业的主力。
[0003]但锂离子电池在发展近三十年后遇到了瓶颈，随着电池能量密度不断提高，电池的安全性能严重下降，电动汽车起火爆炸的事故频发。为此，世界各地的研究人员都提出的许多方法，在兼顾高能量密度的同时提高电池的安全性能。电池的安全问题主要由其中易燃的电解液成分引起，使用热稳定的固态电解质代替电解液可以提高电池的安全性能，然而固态电解质难以电解质陶瓷片的形式应用于锂离子电池中，所以，现有的生产过程中，更多的是以与现有涂布工艺兼容性更高的分散液形式应用。
[0004]然而，在实际生产中，却依然存在实际制备的锂离子电池性能低于理论上的性能，或低于预期的性能的情况，难以达到下游应用厂商的要求。
[0005]因此，如何进一步的提高含固态电解质的锂离子电池的性能，找到现有工艺存在的上述问题，更好的满足后续应用领域的要求，已成为诸多业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种固态电解质纳米分散液的配制方法及固态电解质纳米分散液，特别是一种锂离子电池固态电解质纳米分散液的配制方法，采用该特定的配置方法，能够使得选取的溶剂与固态电解质纳米粉体相互稳定或不发生明显反应，溶剂和纳米固态电解质材料各自保持原有性质。同时方法简单，易于实现，更加适于工业化大生产的推广和应用。
[0007]本专利技术提供了一种固态电解质分散液的配制方法，包括以下步骤：
[0008]1)选择有机溶剂；
[0009]所述选择的方式包括：选择在水介质中pKa值大于20的有机溶剂，或在DMSO介质中pKa值大于27的有机溶剂；
[0010]2)将上述步骤选择的有机溶剂和固态电解质粉体进行混合后，得到固态电解质分散液。
[0011]优选的，所述有机溶剂与固态电解质粉体之间相互稳定；
[0012]所述有机溶剂在碱性环境下稳定；
[0013]所述有机溶剂与固态电解质粉体之间不发生明显化学反应；
[0014]所述固态电解质分散液中的溶剂与有机溶剂相比，分散液中溶剂的红外特征官能团信号无变化。
[0015]优选的，所述固态电解质包括LIPON型电解质、NASICON型电解质、钙钛矿型电解质、反钙钛矿型电解质和LISICON型电解质中的一种或多种；
[0016]所述固态电解质包括氧化物固态电解质和/或卤化物固态电解质；
[0017]所述氧化物固态电解质包括Li
x
MO
y
型固态电解质或磷酸盐型固态电解质Li
a
M
1b
PO
c
R
d
，其中，M选自B、C、N、Al、P、S、I、Si、Ge、Zr、Ti、Zn、Fe、Ta、As、V、Cr和La中的一种或多种；所述0.6<x<10，1<y<8；M1选自Al、Ti、V、Fe、Co或Zr，R选自F、Cl、Br或I；所述0.1<a<3，0.5<b<4，3<c<5，0≤d≤2；
[0018]所述卤化物固态电解质包括卤化物固态电解质Li3MX6，其中，X选自Cl、Br或I；M选自Y、In、Mg或Zr。
[0019]优选的，所述固态电解质分散液中的固态电解质与固态电解质粉体相比，分散液中的固态电解质的晶体结构无变化；
[0020]所述固态电解质分散液中的固态电解质与固态电解质粉体相比，分散液中的固态电解质的离子电导率为固态电解质粉体的70％及以上；
[0021]所述固态电解质分散液中固态电解质粒子的D50值小于等于200nm且固态电解质分散液的固含量等于10％时，所述固态电解质分散液的溶剂中的锂离子浓度小于等于2000ppm；
[0022]所述有机溶剂和固态电解质在固态电解质分散液中各自保持原有性质。
[0023]优选的，所述混合的温度为5～50℃；
[0024]所述混合的时间为1～5小时；
[0025]所述混合后还包括研磨步骤，或研磨和再次分散步骤；
[0026]所述固态电解质分散液包括锂离子电池用固态电解质分散液。
[0027]本专利技术提供了一种固态电解质分散液，包括固态电解质粒子和有机溶剂；
[0028]所述固态电解质分散液中，所述固态电解质粒子微观上具有光滑的表面；
[0029]与原始固态电解质相比，所述固态电解质粒子的微观表面上，不生成与有机溶剂反应得到的有机颗粒。
[0030]优选的，所述分散液中的固态电解质粒子的D50粒径为0.05～2μm；
[0031]所述分散液中的固态电解质粒子的D90粒径为0.1～4μm；
[0032]所述固态电解质分散液中，所述固态电解质粒子与所述有机溶剂的质量比为(1～300)：100；
[0033]所述有机溶剂包括正己烷、庚烷、1，3
‑
二氧戊烷、氯仿、异丙醇、叔丁醇、二异丙基胺、苯胺、冠醚、四氢吡咯、2,2,6,6
‑
四甲基哌啶、4
‑
氨基吡啶、尿素、苯、甲苯、二甲苯、二苯甲烷、三苯甲烷、四氢呋喃、4
‑
甲基二苯甲酮、3
‑
戊酮、2,4
‑
二甲基
‑3‑
戊酮、频那酮、环庚酮、还辛酮、双环[2.2.2]辛烷
‑2‑
酮、2
‑
苄基吡啶、3
‑
苄基吡啶、2
‑
苄基呋喃、2
‑
苄基噻吩、苄基苯基硫醚、二苯硫基甲烷、1
‑
[双(丙基硫代)甲基硫代]丙烷、4
‑
甲基
‑
2,6,7
‑
三硫代双环[2.2.2]辛烷、2
‑
苯基
‑
1,3
‑
二噻烷、二噁烷、二甲基亚砜、苄基甲基亚砜、苯亚砜甲酯、苯甲
基苯基亚砜、N,S
‑
二甲基
‑
S
‑
苯亚磺酰亚胺、甲基苯基砜、乙基苯基砜、新戊基苯基砜、苯磺酰甲氧基苯、二甲基砜、二乙基砜、苯甲醚、二甲醚基苯基砜、苯磺酰甲氧基苯、2
‑
苯氧基乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态电解质分散液的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选择有机溶剂；所述选择的方式包括：选择在水介质中pKa值大于20的有机溶剂，或在DMSO介质中pKa值大于27的有机溶剂；2)将上述步骤选择的有机溶剂和固态电解质粉体进行混合后，得到固态电解质分散液。2.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述有机溶剂与固态电解质粉体之间相互稳定；所述有机溶剂在碱性环境下稳定；所述有机溶剂与固态电解质粉体之间不发生明显化学反应；所述固态电解质分散液中的溶剂与有机溶剂相比，分散液中溶剂的红外特征官能团信号无变化。3.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述固态电解质包括LIPON型电解质、NASICON型电解质、钙钛矿型电解质、反钙钛矿型电解质和LISICON型电解质中的一种或多种；所述固态电解质包括氧化物固态电解质和/或卤化物固态电解质；所述氧化物固态电解质包括Li
x
MO
y
型固态电解质或磷酸盐型固态电解质Li
a
M
1b
PO
c
R
d
，其中，M选自B、C、N、Al、P、S、I、Si、Ge、Zr、Ti、Zn、Fe、Ta、As、V、Cr和La中的一种或多种；所述0.6<x<10，1<y<8；M1选自Al、Ti、V、Fe、Co或Zr，R选自F、Cl、Br或I；所述0.1<a<3，0.5<b<4，3<c<5，0≤d≤2；所述卤化物固态电解质包括卤化物固态电解质Li3MX6，其中，X选自Cl、Br或I；M选自Y、In、Mg或Zr。4.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述固态电解质分散液中的固态电解质与固态电解质粉体相比，分散液中的固态电解质的晶体结构无变化；所述固态电解质分散液中的固态电解质与固态电解质粉体相比，分散液中的固态电解质的离子电导率为固态电解质粉体的70％及以上；所述固态电解质分散液中固态电解质粒子的D50值小于等于200nm且固态电解质分散液的固含量等于10％时，所述固态电解质分散液的溶剂中的锂离子浓度小于等于2000ppm；所述有机溶剂和固态电解质在固态电解质分散液中各自保持原有性质。5.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述混合的温度为5～50℃；所述混合的时间为1～5小时；所述混合后还包括研磨步骤，或研磨和再次分散步骤；所述固态电解质分散液包括锂离子电池用固态电解质分散液。6.一种固态电解质分散液，其特征在于，包括固态电解质粒子和有机溶剂；所述固态电解质分散液中，所述固态电解质粒子微观上具有光滑的表面；与原始固态电解质相比，所述固态电解质粒子的微观表面上，不生成与有机溶剂反应得到的有机颗粒。7.根据权利要求6所述的固态电解质分散液，其特征在于，所述分散液中的固态电解质粒子的D50粒径为0.05～2μm；
所述分散液中的固态电解质粒子的D90粒径为0.1～4μm；所述固态电解质分散液中，所述固态电解质粒子与所述有机溶剂的质量比为(1～300)：100；所述有机溶剂包括正己烷、庚烷、1，3
‑
二氧戊烷、氯仿、异丙醇、叔丁醇、二异丙基胺、苯胺、冠醚、四氢吡咯、2,2,6,6
‑
四甲基哌啶、4
‑
氨基吡啶、尿素、苯、甲苯、二甲苯、二苯甲烷、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱纪亮，杨琪，俞会根，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：