一种氧化物复合固态电解质膜及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种氧化物复合固态电解质膜及制备方法与应用，由石榴石型氧化物电解质、耐碱性聚合物和纤维膜制成的复合膜与含三乙二醇二甲基丙烯酸酯的溶液进行原位热聚合复合得到。本发明专利技术使用PET纤维膜实现了超薄氧化物固态电解质膜的批量制备，构建了完整的氧化物导锂通道，超薄厚度又能减小电池内阻，机械强度可满足涂布烘干过程的收放卷工艺要求，不收缩、不断裂，可实现规模化生产制备；采用“基膜在上、浆料在下”的涂覆工艺，在较低的负载量下实现氧化物导锂通道的构筑，较好地覆盖纤维膜的大孔隙，防止电池微短路；石榴石型氧化物电解质/PET复合膜与TEGDMA原位热聚合复合，解决氧化物电解质刚性带来的电极/电解质固固界面问题，降低界面电阻。降低界面电阻。降低界面电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化物复合固态电解质膜及制备方法与应用


[0001]本专利技术属于锂电池领域，涉及一种固态电解质膜，尤其涉及一种氧化物复合固态电解质膜及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]石榴石型氧化物固态电解质(LLZO)离子电导率高、电化学窗口宽、对正负极的化学稳定性和高温稳定性好，但颗粒刚性大，烧结成电解质片易脆断，需厚度达到数百微米才能勉强保证转移和使用过程中不脆裂，但电解质厚度过高增大了电池的内阻。通常将氧化物电解质与柔粘性好的聚合物固态电解质复合，既能防止脆断，又能改善电解质与电极间的界面接触。
[0003]聚合物的机械强度有限，尤其在添加少量电解液的准固态电芯中，聚合物吸液后强度降低，正负极在压力下易局部接触而发生微短路。为提高氧化物/聚合物复合电解质的强度，隔绝正负极接触，已有技术采用普通聚烯烃隔膜或纤维素膜作载体。聚烯烃隔膜厚度薄(25μm以下)、强度高，但孔径小，氧化物电解质无法透过，阻断了氧化物导锂通道。纤维素膜通常厚20～40μm(厚度过高会影响电池内阻和体积比能量)，孔径大，可以透过氧化物电解质，但在该厚度范围内强度差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化物复合固态电解质膜，其特征在于，所述的氧化物复合固态电解质膜由石榴石型氧化物电解质、耐碱性聚合物和纤维膜制成的复合膜与含三乙二醇二甲基丙烯酸酯的溶液进行原位热聚合复合得到。2.根据权利要求1所述的一种氧化物复合固态电解质膜，其特征在于，所述的石榴石型氧化物电解质包括Li7La3Zr2O
12
和Li7‑
x
La3Zr2‑
x
M
x
O
12
，其中M＝Ta、Nb、Ga或Al，0.25≤x≤2；石榴石型氧化物电解质颗粒尺寸为100～600nm。3.根据权利要求1所述的一种氧化物复合固态电解质膜，其特征在于，所述耐碱性聚合物包含丁腈橡胶和丙烯酸酯类聚合物中的至少一种；石榴石型氧化物电解质与耐碱性聚合物的质量比为7:3～20:1。4.根据权利要求1所述的一种氧化物复合固态电解质膜，其特征在于，所述纤维膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维膜，厚度为10～25μm，纤维直径为1～10μm。5.根据权利要求1所述的一种氧化物复合固态电解质膜，其特征在于，所述含三乙二醇二甲基丙烯酸酯的溶液包括三乙二醇二甲基丙烯酸酯、锂盐、有机溶剂、成膜添加剂和热引发剂。6.根据权利要求5所述的一种氧化物复合固态电解质膜，其特征在于，所述含三乙二醇二甲基丙烯酸酯的溶液按质量百分数计包括：5％～40％的三乙二醇二甲基丙烯酸酯、10％
‑
30％的锂盐、40％
‑
80％的有机溶剂、0.5％
‑
5％的成膜添加剂与0.05％
‑
1％的热引发剂。7.根据权利要求5或6所述的一种氧化物复合固态电解质膜，其特征在于，所述锂盐包括高氯酸锂、六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂中的一种或多种；所述有机溶剂包括碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠芳芳，杨东辉，王盈来，项良顺，相佳媛，郭锋，
申请(专利权)人：杭州南都动力科技有限公司浙江南都鸿芯动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：