一种分散稳定的固体电解质浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种分散稳定的固体电解质浆料及其制备方法和应用，固体电解质浆料包括以下重量份的组份：经过表面活性剂修饰的固体电解质粉体0.5

【技术实现步骤摘要】
一种分散稳定的固体电解质浆料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电解质
，具体来说涉及一种分散稳定的固体电解质浆料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着锂电池在小型化便携设备中的应用越来越广泛，锂电池的安全性问题也越来越引起人们的重视。目前市场上锂离子电池使用的是有机液体电解质。在遇到穿刺、短路等极端情况下，会由于热失控出现起火、爆炸等安全事故。尤其现如今很多手机、手提电脑等便携式电子产品，所用的电池都是锂电池，因此锂电池的安全性问题更加受到人们的关注。相比之下,采用固态电解质可大大减少电池中的可燃成分，使电池的安全性能得到极大改善。但无机固体电解质粉体由于其超细化的过程不断导致其表面能增大，配成浆料后易出现团聚颗粒，导致其在应用方面受到阻碍。
[0003]鉴于此，如何设计一种分散均匀度高、不易出现团聚的固体电解质浆料是本专利技术所要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种分散稳定的固体电解质浆料及其制备方法和应用，可以提高固体电解质粉体在固体电解质浆料中的分散性，提高固体电解质浆料的分散稳定性，避免电解质浆料出现团聚现象。
[0005]为此，本专利技术提供了一种分散稳定的固体电解质浆料，包括以下重量份的组份：经过表面活性剂修饰的固体电解质粉体0.5
‑
1.5重量份；粘结剂1.0
‑
2.0重量份；锂盐0.5
‑
2.0重量份；有机溶剂5.0
‑
10.0重量份。
[0006]优选的，所述固体解质粉体为Li
6.4
La3Zr
1.4
Ta
0.6
O
12
，粒径分布D50为0.3
‑
8μm。
[0007]优选的，所述表面活性剂为硅烷偶联剂KH560。
[0008]优选的，所述锂盐包括LiNO3、Li2SO4、LiCl、Li2CO3、LiBOB、LiC(SO2CF3)3、Li[(FSO2)(n
‑
C4F9SO2)N]、LiN(SO2CF3)2、LiFNFSI、LiCF3SO3等的一种或几种。
[0009]本专利技术还提供了一种所述的分散稳定的固体电解质浆料的制备方法，所述方法包括：（1）将水、无水乙醇、冰乙酸混合，然后依次加入表面活性剂和固体电解质粉体进行第一搅拌混合处理，离心洗涤烘干，得到表面活性剂修饰的固体电解质粉体；（2）将表面活性剂修饰的固体电解质粉体添加到有机溶剂中，并超声分散；添加锂盐，并分散均匀；添加粘结剂，并进行第二搅拌混合处理，即得分散稳定的固体电解质浆料。
[0010]优选的，所述步骤（1）中，水、无水乙醇、冰乙酸的体积比为2：48：1。
[0011]优选的，所述步骤（1）中，第一搅拌混合处理的转速为300
‑
2500rpm，第一搅拌混合处理的时间为3
‑
4h，第一搅拌混合处理的温度为60
°
C。
[0012]优选的，所述步骤（1）中，离心洗涤的时间为5min，离心洗涤的次数为3次；烘干时
间为12h，烘干温度为60
°
C。
[0013]优选的，所述步骤（2）中，第二搅拌混合处理的转速为800
‑
2500rpm，第二搅拌混合处理的时间为8
‑
12h。
[0014]本专利技术的分散稳定的固体电解质浆料在制备固体电解质膜的应用，将所述分散稳定的固体电解质浆料涂覆到聚四氟乙烯板表面，烘干收卷，即得所述固体电解质膜；所述固体电解质膜的厚度为1
‑
50μm，所述固体电解质膜的孔隙率为25
‑
90％。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术提供了提供一种分散稳定的固体电解质浆料及其制备方法和应用，分散稳定的固体电解质浆料包括以下重量份的组份：经过表面活性剂修饰的固体电解质粉体0.5
‑
1.5重量份；粘结剂1.0
‑
2.0重量份；锂盐0.5
‑
2.0重量份；有机溶剂5.0
‑
10.0重量份。本专利技术采用硅烷偶联剂KH560修饰的无机固体电解质粉体，硅烷偶联剂KH560可以和固体电解质粉体表面形成化学键合，增加固体电解质粉体表面的有机官能团，从而可以提高固体电解质粉体在固体电解质浆料中的分散性，提高固体电解质浆料的分散稳定性，避免电解质浆料出现团聚现象；同时还可以增加固体电解质的电化学性能和机械性能，降低界面阻抗，提高离子电导率，进一步提高了使用该固体电解质制得的锂电池的循环性能。
[0016]本专利技术提供了结合附图阅读本专利技术的具体实施方式后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例1和对比例1的电解质膜的电化学阻抗谱测试图；图2是本专利技术实施例1和对比例1的电解质膜的阿仑尼乌斯曲线对比图；图3是本专利技术实施例1和对比例1的电解质膜的激光粒度仪测试图。
具体实施方式
[0018]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0019]本专利技术提供了一种分散稳定的固体电解质浆料，包括以下重量份的组份：表面活性剂修饰的固体电解质粉体0.5
‑
1.5重量份；粘结剂1.0
‑
2.0重量份；锂盐0.5
‑
2.0重量份；有机溶剂5.0
‑
10.0重量份。本专利技术采用硅烷偶联剂KH560修饰的无机固体电解质粉体，硅烷偶联剂KH560可以和固体电解质粉体表面形成化学键合，增加固体电解质粉体表面的有机官能团，从而可以提高固体电解质粉体在固体电解质浆料中的分散性，提高固体电解质浆料的分散稳定性，避免电解质浆料出现团聚现象；同时还可以增加固体电解质的电化学性能和机械性能，降低界面阻抗，提高离子电导率，进一步提高了使用该固体电解质制得的锂电池的循环性能。
[0020]固体电解质浆料包括以下重量份的组份：表面活性剂修饰的固体电解质粉体0.5
‑
1.5重量份；粘结剂1.0
‑
2.0重量份；锂盐0.5
‑
2.0重量份；有机溶剂5.0
‑
10.0重量份，由此制备的电解质浆料的界面阻抗低、离子电导率高，其而有助于提高固体电解质浆料的分散稳定性。
[0021]固体解质粉体为Li
6.4
La3Zr
1.4
Ta
0.6
O
12
，粒径分布D50为0.3
‑
8μm，优选为0.3
‑
2μm。固体解质粉体的粒径小，分散效果越好，可以明显提高离子电导率。
[0022]表面活性剂可以为硅烷偶联剂KH560，硅烷偶联剂KH5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分散稳定的固体电解质浆料，其特征在于，包括以下重量份的组份：经过表面活性剂修饰的固体电解质粉体0.5
‑
1.5重量份；粘结剂1.0
‑
2.0重量份；锂盐0.5
‑
2.0重量份；有机溶剂5.0
‑
10.0重量份。2.根据权利要求1所述的分散稳定的固体电解质浆料，其特征在于，所述固体解质粉体为Li
6.4
La3Zr
1.4
Ta
0.6
O
12
，粒径分布D50为0.3
‑
8μm。3.根据权利要求1所述的分散稳定的固体电解质浆料，其特征在于，所述表面活性剂为硅烷偶联剂KH560。4.根据权利要求1所述的分散稳定的固体电解质浆料，其特征在于，所述锂盐包括LiNO3、Li2SO4、LiCl、Li2CO3、LiBOB、LiC(SO2CF3)3、Li[(FSO2)(n
‑
C4F9SO2)N]、LiN(SO2CF3)2、LiFNFSI、LiCF3SO3等的一种或几种。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的分散稳定的固体电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：（1）将水、无水乙醇、冰乙酸混合，然后依次加入表面活性剂和固体电解质粉体进行第一搅拌混合处理，离心洗涤烘干，得到表面活性剂修饰的固体电解质粉体；（2）将表面活性剂修饰的固体电解质粉体添...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙再坊，
申请(专利权)人：济宁克莱泰格新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：