一种双层复合固态电解质及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种双层复合固态电解质及其制备方法，属于固态电解质技术领域。所述电解质由相互接触的复合固态电解质和聚合物支撑膜组成；将含有LALZO粉末、PEO和锂盐的浆料干燥后得到所述复合固态电解质；其中，PEO与锂盐的物质的量之比为(8～12):1，PEO与LALZO粉末的质量比为1:(2.4～4)；将含有PEO、PVDF

【技术实现步骤摘要】
一种双层复合固态电解质及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种双层复合固态电解质及其制备方法，属于固态电解质


技术介绍

[0002]固态电解质的主要分为无机固态电解质、聚合物固态电解质、凝胶固态电解质等类别。其中聚合物固态电解质应用广泛，并且与锂负极具有较好的界面相容性，以聚乙二醇(PEO)为代表的聚合物电解质在室温下离子电导率低(约为10
‑6S/cm)，电化学窗口窄，难以与高电压的正极匹配，在提升电池能量密度方面存在困难。
[0003]无机电解质中的硫化物电解质具有较高的离子电导率，但合成工艺难度高，且副产物存在污染。相比之下，无机电解质中的氧化物电解质作为一种新型陶瓷电解质材料，具有室温电导率高，化学稳定性强，电压窗口宽等特点。但无机电解质中无机材料的脆性和颗粒特性导致与正负极之间存在高界面阻抗，阻碍锂离子在电解质中的传输，并且NASICON型氧化物电解质(LATP)和钙钛矿型氧化物电解质(LLTO)电解质中的Ti
4+
在负极侧易还原到Ti
3+
，影响电池的循环稳定性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层复合固态电解质，其特征在于：所述电解质由相互接触的复合固态电解质和聚合物支撑膜组成，复合固态电解质与电池的正极侧接触，聚合物支撑膜与电池的负极侧接触；所述复合固态电解质由Li
6.25
Al
0.25
La3Zr2O
12
粉末、PEO和锂盐组成；PEO与锂盐的物质的量之比为(8～12):1，所述Li
6.25
Al
0.25
La3Zr2O
12
粉末简称为LALZO粉末，PEO与LALZO粉末的质量比为1:(2.4～4)；所述聚合物支撑膜由PEO、PVDF
‑
HFP和锂盐组成；PEO与PVDF
‑
HFP的质量比为(5～10):1，PEO与锂盐的质量比为(1.5～2.5):1。2.根据权利要求1所述的一种双层复合固态电解质，其特征在于：所述复合固态电解质中的PEO和聚合物支撑膜中的PEO的重均分子量均为600000，PVDF
‑
HFP的重均分子量为400000。3.根据权利要求1所述的一种双层复合固态电解质，其特征在于：所述LALZO粉末的粒径为3μm～8μm。4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种双层复合固态电解质，其特征在于：所述LALZO粉末采用溶胶凝胶法制备得到：按照化学计量比将硝酸锂、六水合硝酸镧、硝酸氧锆和九水合硝酸铝溶解于水中，得到混合溶液a，其中所有金属阳离子的总浓度为2mol/L；然后将柠檬酸和螯合剂按照物质的量之比为3:2的比例配置成柠檬酸和螯合剂的总浓度为4mol/L的水溶液；将所述水溶液加入至所述混合溶液a中，混合均匀，得到混合溶液b；用氨水调节所述混合溶液b的pH值为6，然后加热直至水蒸干，得到胶状物；将所述胶状物在80℃干燥12h～24h后，再在250℃煅烧3h，得到中间产物，将所述中间产物研磨成粉末，再将所述粉末在900℃煅烧6h，得到所述的LALZO粉末；所述螯合剂为碳原子数为2～4的醇类物质。5.根据权利要求4所述的一种双层复合固态电解质，其特征在于：所述螯合剂为乙二醇、正丁醇或者异丙醇；硝酸锂的用量，在其化学计量比用量的基础上，再增加10％的用量。6.根据权利要求1所述的一种双层复合固态电解质，其特征在于：所述复合固态电解质中，PEO与锂盐的物质的量之比为8:1，PEO与LALZO粉末的质量比为1:(3～4)；所述聚合物支撑膜中，PEO与PVDF
‑
HFP的质量比为5:1，PEO与锂盐的质量比为2:1；所述复合固态电解质中的PEO和聚合物支撑膜中的PEO的重均分子量均为600000...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢赟，李宇斯，苏岳锋，陈来，张宇清，赵晨颖，刘祉妤，李宁，黄擎，曹端云，王萌，吴锋，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，
类型：发明
国别省市：