一种基于氢键缔合的复合固态电解质及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种基于氢键缔合的复合固态电解质及其制备方法和应用。所述复合固态电解质的原料包括聚合物电解质、氧化物无机固态电解质、锂盐和有机溶剂，所述氧化物无机固态电解质的表面包覆有含氨基和/或羟基的连接剂。本发明专利技术通过简单的水浴加热法实现连接剂在氧化物无机固态电解质表面的包覆，之后再通过简单的溶液浇筑法，将包覆产物与聚合物电解质、锂盐相结合，制得复合固态电解质。本发明专利技术提供了多种解决氧化物无机固态电解质在聚合物电解质中的分散性差问题的解决方案，制备的复合固态电解质均一稳定，实现了高室温离子电导率，低电解质/电极界面阻抗，以及全固态锂离子电池的长循环等优异电化学性能。电池的长循环等优异电化学性能。电池的长循环等优异电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于氢键缔合的复合固态电解质及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，涉及一种基于氢键缔合的复合固态电解质及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前商用锂离子电池存在漏液、易燃易爆等安全性问题，究其原因在于其内部存在液态电解液，将液态电解液更换为固态电解质，构造全固态锂离子电池，可以从根本上解决上述安全性问题。
[0003]固态电解质根据成分可以划分为有机聚合物电解质和无机固态电解质。聚氧化乙烯由于安全性高、成本低、易制备、能量密度高、电化学稳定性好、与锂盐相容性好，成为了研究最为广泛的有机聚合物电解质，但是其离子电导率低，机械强度低，无法抑制锂枝晶的产生与生长。无机固态电解质包括氧化物无机固态电解质和硫化物无机固态电解质，其中氧化物无机固态电解质具有化学与电化学稳定性高，离子电导率高、机械强度高等优点，将氧化物无机固态电解质与聚氧化乙烯复合，构造复合固态电解质，可以有效改善聚氧化乙烯的电化学性能。
[0004]CN111463481A公开了一种介孔SiO2纳米颗粒/有机聚合物固态电解质的制备方法及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氢键缔合的复合固态电解质，其特征在于，所述复合固态电解质的原料包括聚合物电解质、氧化物无机固态电解质、锂盐和有机溶剂，所述氧化物无机固态电解质的表面包覆有含氨基和/或羟基的连接剂。2.根据权利要求1所述的复合固态电解质，其特征在于，所述连接剂包括有机连接剂和无机连接剂；优选地，所述有机连接剂和所述无机连接剂的质量比为2:3～2:1，优选为2:3～3:2；优选地，所述连接剂包括聚乙烯亚胺、3
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氨丙基三乙氧基硅烷、单宁酸或木质素中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的复合固态电解质，其特征在于，所述聚合物电解质包括聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚碳酸亚乙酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述聚合物电解质包括聚氧化乙烯；优选地，所述氧化物无机固态电解质包括NASICON型LATP、石榴石型LLZO、石榴石型LLZTO、石榴石型LLZAO、石榴石型LLZGO、石榴石型LLZNO或钙钛矿型LLTO中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述氧化物无机固态电解质包括石榴石型LLZTO。4.根据权利要求1
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3任一项所述的复合固态电解质，其特征在于，所述锂盐包括LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiTf、LiSA、LiFSI、LiTFSI、LiBETI、LiCTFSI、LiBOB、LiTDI、LiPDI、LiDCTA或LiB(CN)4中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述锂盐包括LiTFSI；优选地，所述有机溶剂包括无水乙腈、四氢呋喃、N,N
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二甲基甲酰胺或N
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甲基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机溶剂包括无水乙腈。5.一种如权利要求1
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4任一项所述的基于氢键缔合的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将氧化物无机固态电解质、连接剂和溶剂进行水浴加热处理，得到初步固态电解质复合物；(2)将步骤(1)所述初步固态电解质复合物和锂盐加入到有机溶剂中，进行第一混合后再加入聚合物电解质，进行第二混合，干燥后得到所述复合固态电解质。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭强强，宋洁尘，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：