一种高电导率的复合固体电解质及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涉及锂电池纤维膜固体电解质技术领域，具体涉及一种高电导率的复合固体电解质及其制备方法，包括LLTO纳米线、PET/PEO纳米纤维和二(三氟甲烷)磺酰亚胺锂，所述的二(三氟甲烷)磺酰亚胺锂、LLTO纳米线分散在PET/PEO纳米纤维构成中。锂离子可以在聚合物PET/PEO纳米纤维的自由体积内运动，通过聚合物的链间或链内跳跃进行离子输运。LLTO纳米线和PET起到抑制聚合物结晶过程，改进聚合物基体的界面稳定性能的作用，以提供多重Li

【技术实现步骤摘要】
一种高电导率的复合固体电解质及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池纤维膜固体电解质
，具体涉及一种高电导率的复合固体电解质及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池(LIB)因其工作电压高、能量密度高、充放电速度快、循环寿命长而显示出巨大的市场应用潜力。然而，目前基于液体电解质的传统锂离子能量密度的提升已接近极限，同时液体电解质高度易燃，存在安全隐患。相比之下，固体电解质能提供高能量密度，抑制枝晶生长，并具有热稳定性、机械强度、柔韧性和致密性等优点。其中聚环氧乙烷(PEO)是最有吸引力的固体电解质材料之一，它对锂离子具有极好的溶解性，锂离子可以在PEO的自由体积内运动，通过PEO中的链间或链内跳跃进行离子输运，但其电导率和高温下对正极材料的界面稳定性差已成为限制其规模化应用的阻碍之一。
[0003]为解决上述问题，中国专利CN201911371784.8公开了一种动力锂电池纤维膜固体电解质及制备方法，通过同轴纺丝，将锂化合物封装在纤维内层，复合纤维表面通过硅酸锂凝胶化形成疏松和微孔，改善的界面性能提升了电导率，但是在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电导率的复合固体电解质，其特征在于，所述复合固体电解质包括钛酸镧锂LLTO纳米线、PET/PEO纳米纤维和二(三氟甲烷)磺酰亚胺锂LiTFSI，所述的LiTFSI、LLTO纳米线分散在PET/PEO纳米纤维中。2.根据权利要求1所述的一种有高电导率的复合固体电解质，其特征在于，LLTO纳米线经以下过程制成：将平均分子量为1000000
‑
1800000的聚乙烯吡咯烷酮PVP加入二甲基甲酰胺DMF，搅拌溶解成10％～15％质量分数的溶液，加入醋酸以及Ti(OC4H9)4、La(NO3)3·
6H2O和LiNO3，45
‑
55℃下搅拌4
‑
6小时，超声分散1
‑
2小时得到透明溶液，其中PVP、醋酸、Ti(OC4H9)4、La(NO3)3·
6H2O和LiNO3的摩尔比为0.4
‑
0.8:0.1
‑
0.3:1
‑
1.1:0.5
‑
0.7:0.22
‑
0.48；透明溶液利用静电纺丝法，在10
‑
35kV，0.5
‑
2.5mL/h速度下得到前驱体，将该前驱体在空气中以2
‑
4℃/min的升温速率至600
‑
850℃下高温煅烧1
‑
3小时，最后自然冷却至室温，得到了直径为10
‑
50纳米的LLTO纳米线。3.根据权利要求1所述的一种有高电导率的复合固体电解质，其特征在于，PET/PEO纳米纤维经以下过程制成：将PET和PEO溶解在无水DMF中得到聚合物溶液，PET和PEO质量比为0.5
‑
1.0:2.5
‑
5.0；将聚合物溶液在50
‑
80℃搅拌10
‑
40小时，再将LiTFSI添加到聚合物溶液中，并在30
‑
50℃下超声分散10
‑
30小时，LiTFSI与PEO的质量比为5
‑
10:80
‑
95；常温以恒定速度0.1
‑
0.6mL/h下用喷丝头挤出聚合物溶液；喷丝头和收集器之间的外加电压设置为5
‑
35kV，相对湿度为2
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15％RH，从喷丝头喷出的溶液射流被吸引到接地的校正器中，收集得到PET/PEO纳米纤维。4.根据权利要求3所述的一种有高电导率的复合固体电解质，其特征在于，PET和PEO溶解在无水DMF中形成的聚合物溶液的聚合物质量分数为20％～60％。5.根据权利要求1所述的一种有高电导率的复合固体电解质，其特征在于，所述复合固体电解质还包括二氧化钛纳米管阵列基体，二氧化钛纳米管管径为50
‑
90纳米，管壁厚度为15
‑
30纳米，管长度为30
‑
50微米。6.根据权利要求5所述的一种有高电导率的复合固体电解质，其特征在于，二氧化钛纳米阵列基体经以下过程制成：以表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫娇娇，陈军，黄建根，郑利峰，
申请(专利权)人：万向一二三股份公司，
类型：发明
国别省市：