一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质及其制备方法、固体锂电池技术

本发明专利技术涉及用于制备固体锂电池的固体电解质技术领域，尤其公开一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质及其制备方法、固体锂电池；一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质，包括三层固体电解质层：第一层为PAN层，由制成PAN颗粒、无机固体电解质颗粒和锂离子二次电池锂盐；第二层为无机复合层，由阻燃剂、多孔聚酰亚胺PI和锆酸镧锂LLZO纳米颗粒组成；第三层为PEO层，由PEO颗粒、双三氟甲磺酰亚胺锂LiTFSI和LLZO纳米颗粒构成；抗氧化性的PAN层与锂电池高压正极接触，抗还原性的PEO层与锂电池负极接触，有效界面稳定性和相容性，扩大电化学窗口，确保在界面处形成良好连接；高强度轻量化PI支架和阻燃剂提高了固体锂电池的安全性和循环寿命。和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质及其制备方法、固体锂电池


[0001]本专利技术涉及用于制备固体锂电池的固体电解质
，尤其涉及一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质及其制备方法、固体锂电池。

技术介绍

[0002]固体锂电池以其能量密度高、充放电效率高的优点得到众多消费者的青睐，同时固体锂电池的安全性能也引起了极大关注，用于制作固体锂电池的聚合物固体电解质以其优异高柔韧性、易加工性和与电极良好的界面接触性引起广泛关注，但聚合物固体电解质抗高压性能差，与高电压正极片接触时会导致聚合物分子被氧化引起电解质性能下降，构建多层异质聚合物复合固体电解质可以有效提高聚合物固体电解质的耐高压性能，拓宽固体电池电化学窗口，改善电池的综合性能。
[0003]中国专利CN202110271667.5公开了“一种双层复合固态电解质材料及其制备方法、应用”，制备了层叠设置的双层聚合物，匹配正极高电压聚合物电解质层和亲锂性聚合物层,在室温下可进行充放电；中国专利CN202110027400.1公开了“一种多网络结构聚酰胺基凝胶聚合物电解质的制备方法”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质，其特征在于，包括与正极片接触的PAN层，由PAN颗粒、无机固体电解质颗粒和锂离子二次电池锂盐构成；与负极片接触的PEO层，由PEO颗粒、双三氟甲磺酰亚胺锂LiTFSI和导电颗粒构成；和设置在PAN层与PEO层之间的无机复合层，由阻燃剂、多孔聚酰亚胺PI和LLZO纳米颗粒组成。2.根据权利要求1所述的一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质，其特征在于，所述PAN层中使用的无机固体电解质颗粒为锆酸镧锂LLZO纳米粉、钙钛矿型、NASICON颗粒中的一种，所使用的锂离子二次电池锂盐为LiTFSI、螯合硼类锂盐、螯合磷类锂盐、全氟膦类锂盐、烷基类锂盐、磺酸盐类锂盐、铝酸锂盐类、亚胺锂以及无机电解质锂盐中的一种。3.根据权利要求1所述的一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质，其特征在于，所述PEO层中的导电颗粒为LLZO纳米颗粒和磷酸钛铝锂LATP纳米颗粒中的一种。4.根据权利要求1所述的一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质，其特征在于，所述无机复合层中的阻燃剂为十溴二苯乙烷DBDPE、铁氧体黄、空心玻璃微球、对位芳纶纤维、石墨烯、过渡金属二卤化物和六角氮化硼中的一种。5.根据权利要求1所述的一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质，其特征在于，PAN层厚度为25
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100μm，PEO层厚度为5
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150μm，无机复合层厚度为30
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100μm，PEO聚合物固体电解质总厚度为100
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350μm。6.如权利要求1所述的一种安全性能高的PEO聚合物固体电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、PAN层的制备：将PAN颗粒、无机固体电解质颗粒和锂离子二次电池锂盐加到二甲亚砜DMSO中形成混合液，PAN、无机固体电解质颗粒、锂离子二次电池锂盐和DMSO的质量比为10
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20:1
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3:0.5
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1.5:60
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70，将上述混合液球磨，将上述混合液置于常温并压力0.005
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0.02MPa下一段时间，再将混合液倒入模具真空干燥，得到薄膜即为第一层PAN层；步骤二、无机复合层的制备：将聚酰亚胺预聚体PAA颗粒、阻燃剂和LLZO纳米颗粒以质量比50
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70:3
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8:4
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8加入N
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甲基吡咯烷酮NMP中，搅拌得到混合液，NMP质量为混合液质量的30
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60%，将混合液滴加到浸入硅油中的水凝胶表面，得到的多孔PI
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阻燃剂膜，将PI
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阻燃剂膜用水冲洗，空气中干燥；步骤三、PEO层的制备：将PEO颗粒、LiTFSI和LLZO纳米颗粒以质量比为50
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65:5
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10:3...

【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：