一种有机/无机复合固态电解质薄膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种有机/无机复合固态电解质材料。所述材料的组分包括：1)掺杂碳的手风琴状LiAl5O8材料；2)PPCXP；3)双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂；其中，所述PPCXP、双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂和掺杂碳的手风琴状LiAl5O8材料的质量比是20～60:1～10:1～10。根据本发明专利技术制备的有机/无机复合固态电解质材料具有良好的柔性，与锂电池的电极材料界面接触良好。由其制备的电解质薄膜能够有效提高锂离子电导率，促进锂离子在体相和界面处的迁移，有效降低电极材料极化电阻。并促进锂离子的均匀沉积，从而抑制了锂枝晶的形成。因此，由其制备的锂电池具有优异的循环性能与倍率性能。优异的循环性能与倍率性能。优异的循环性能与倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种有机/无机复合固态电解质薄膜材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及固态锂电池电解质材料
，尤其涉及一种有机/无机复合固态电解质材料、其制备方法、包含其的电解质膜及锂离子电池。

技术介绍

[0002]未来的可穿戴电池系统需要具有柔性、可穿戴、安全性的特点，而目前的液态电解质电池系统极易发生电解质泄露，碰撞后易燃易爆等安全问题，提高电池的安全性成为当下亟待解决的课题。固态锂电池采用固态电解质取代传统的液态电解质，从而显著提高电池的能量密度和安全性，是最有发展前景的储能技术之一。单一的无机固态电解质虽具有高强度、高离子电导率等优势，但柔性差，而且与锂负极接触时，电解质与负极表面接触性差。聚合物固态电解质具有优异的柔韧性和可加工性，但室温下离子电导率偏低，通过将无机填料掺杂在聚合物基体中，可以制备出有机/无机复合固态电解质，这可以显著提高电解质的室温离子电导率，增强复合电解质的机械强度和电化学稳定性。
[0003]PPC类高分子聚合物，其结构存在局域弛豫和链段运动的现象，这有利于锂离子在PPC类高分子聚合物中的传输，因此PPC类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机/无机复合固态电解质材料，所述材料组分包括：1)掺杂碳的手风琴状LiAl5O8材料；2)改性PPC，即PPCXP；3)双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂；其中，PPCXP、双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂和掺杂碳的手风琴状LiAl5O8材料的质量比是20～60:1～10:1～10。2.根据权利要求1所述的有机/无机复合固态电解质材料，其中所述掺杂碳的手风琴状LiAl5O8材料中，碳的含量为20％～30％。3.根据权利要求1所述的有机/无机复合固态电解质材料，其中所述PPCXP材料的数均分子量是50000～90000g/mol，以及所述的PPCXP通过以下方法制备：在预溶釜中加入邻苯二甲酸酐和环氧丙烷配成邻苯二甲酸酐/环氧丙烷溶液，在预溶釜中的邻苯二甲酸酐和环氧丙烷的摩尔比为1:10至1:8；在聚合釜中加入邻苯二甲酸酐，使得预溶釜中的邻苯二甲酸酐的质量与聚合釜中的邻苯二甲酸酐的质量比为2:1，加入环氧丙烷，并立即充入二氧化碳以使反应压力达到0.7MPa～1.3MPa，在聚合釜中的邻苯二甲酸酐和环氧丙烷的摩尔比为1:10至1:6；以0.56～0.6℃/min速度使聚合釜在2小时内升温至68℃～72℃，并在搅拌下缓慢注入预溶釜中的邻苯二甲酸酐/环氧丙烷溶液；注入完成后，加入双(三苯基膦)氯化铵与三乙基硼的复合催化剂，继续反应3h～4.5h，然后向产物添加终止剂，之后醇沉、挤出、造粒后得到PPCXP产品，全部的邻苯二甲酸酐与复合催化剂的摩尔比为140:1至160:1。4.根据权利要求1所述的有机/无机复合固态电解质材料，其中所述PPCXP材料的数均分子量是50000g/mol。5.根据权利要求3所述的有机/无机复合固态电解质材料，其中所述的PPCXP通过以下方法制备：取邻苯二甲酸酐，将其中2/3质量添加入预溶釜，添加环氧丙烷并配成邻苯二甲酸酐/环氧丙烷溶液，同时将剩余1/3质量邻苯二甲酸酐添加入聚合釜中，注入环氧丙烷，在聚合釜中的1/3质量邻苯二甲酸酐完全溶解之前，充入二氧化碳以调节反应压力达到0.7MPa～1.3MPa；控制升温速度，加热聚合釜，使反应温度在2小时内升温至68℃～72℃，并于聚合釜中缓慢注入预溶釜中的邻苯二甲酸酐/环氧丙烷溶液，反应过程中打开搅拌桨进行搅拌，待邻苯二甲酸酐/环氧丙烷溶液注入完成，加入双(三苯基膦)氯化铵与三乙基硼的复合催化剂；随后继续反应3h～4.5h，并将聚合釜内胶液通过隔膜计量泵转移到中转釜，添加终止剂，终止反应，得到胶液用...

【专利技术属性】
技术研发人员：金文武，张青青，尹天长，史建才，于守立，赵小欣，闫晓宇，张晓柱，张国卿，张建欣，梁瑞凯，谷胜华，白俊娟，王东悦，韩乐，侯雪梅，李青，
申请(专利权)人：河北中煤旭阳能源有限公司，
类型：发明
国别省市：