一种无机有机复合固态电解质膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于固态电解质技术领域，具体涉及一种无机有机复合固态电解质膜及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种无机有机复合固态电解质膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于固态电解质
，具体涉及一种无机有机复合固态电解质膜及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着电动汽车
、
储能系统等领域的快速发展，对高性能
、
长寿命
、
安全可靠的固态锂离子电池的需求越来越迫切
。
而作为电池中的重要组成部分，电解质的稳定性和离子传输性能也成为了研究的热点问题
。
目前，一些已知的电解质材料如磷酸盐
、
氧化物等，虽然具有较高的离子传输速率和稳定性，但是已不能满足现有锂离子电池在高温
、
低温的极端条件下应用的需求
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种无机有机复合固态电解质膜及其制备方法和应用，本专利技术提供的无机有机复合固态电解质膜具有高离子电导率
、
优异的热稳定性以及良好的循环性能，能够满足锂离子电池在高温
、
低温的极端条件下应用的需求
。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种无机有机复合固态电解质膜，包括聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜和溶解分散在聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜中的金属盐和
A3(OH)2XG
y
，其中
A
为
Li、Na
或
K
，
X
为
F、Cl、Br
和
I
中的一种或两种，
G
为金属氧化物
、
金属卤化物
、
金属氢氧化物
、
金属硫化物和
ZrOCl2中的一种或几种；所述
G
中的金属元素为
Ba、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sr、Zr、Nb
中的一种或几种，0＜
y≤0.1。
[0006]优选的，所述金属盐包括
Li
盐
、Na
盐和
K
盐中的一种或几种
。
[0007]优选的，所述
A3(OH)2XG
y
和聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜的质量比为
(0.01
～
1):1
；所述金属盐和聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜的质量比为
(0.5
～
2):1。
[0008]优选的，所述无机有机复合固态电解质膜的厚度为
30
～
200
μ
m。
[0009]本专利技术还提供了上述技术方案所述无机有机复合固态电解质膜的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)、
金属盐
、A3(OH)2XG
a
和有机溶剂混合所得混合液成膜，将得到的湿膜进行干燥，得到无机有机复合固态电解质膜
。
[0011]优选的，所述成膜为用刮刀刮制成膜或用线棒涂覆成膜
。
[0012]优选的，所述刮刀的厚度为
250
～
1000
μ
m。
[0013]优选的，所述干燥的温度为
60℃
，时间为1～
3d。
[0014]本专利技术还提供了上述技术方案所述无机有机复合固态电解质膜或上述技术方案所述制备方法制备的无机有机复合固态电解质膜在电化学储存器件中的应用
。
[0015]本专利技术还提供了一种电池，包括正极
、
负极及置于正极和负极之间的电解质，所述电解质为上述技术方案所述无机有机复合固态电解质膜或上述技术方案所述制备方法制
备的无机有机复合固态电解质膜
。
[0016]本专利技术提供了一种无机有机复合固态电解质膜，包括聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜和溶解分散在聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜中的金属盐和
A3(OH)2XG
y
，其中
A
为
Li、Na
或
K
，
X
为
F、Cl、Br
和
I
中的一种或两种，
G
为金属氧化物
、
金属卤化物
、
金属氢氧化物
、
金属硫化物和
ZrOCl2中的一种或几种；所述
G
中的金属元素为
Ba、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sr、Zr、Nb
中的一种或几种，0＜
y≤0.1。
[0017]本专利技术提供的无机有机复合固态电解质膜中聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
的聚偏氟乙烯基在
A3(OH)2XG
y
的催化作用下脱
HF
生成双键，所生成双键不断进行加成与脱
HF
循环反应，金属阳离子在双键加成
、
缩合与电流双重作用下形成高效的金属阳离子通路，从而提高离子电导率
、
热稳定性以及循环性能
。
本专利技术提供的无机有机复合固态电解质膜具有高离子电导率
、
优异的热稳定性以及良好的循环性能，能够满足锂离子电池在高温
、
低温的极端条件下的应用需求
。
[0018]此外，本专利技术提供了上述无机有机复合固态电解质膜的制备方法，工艺简单
、
成本低廉，适用于大规模生产
。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例2的无机有机复合固态电解质膜的变温阻抗曲线图；
[0020]图2为本专利技术实施例2的无机有机复合固态电解质膜的常温
EIS
曲线图；
[0021]图3为本专利技术实施例2的无机有机复合固态电解质膜的磷酸铁锂倍率曲线图
。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无机有机复合固态电解质膜，其特征在于，包括聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜和溶解分散在聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜中的金属盐和
A3(OH)2XG
y
，其中
A
为
Li、Na
或
K
，
X
为
F、Cl、Br
和
I
中的一种或两种，
G
为金属氧化物
、
金属卤化物
、
金属氢氧化物
、
金属硫化物和
ZrOCl2中的一种或几种；所述
G
中的金属元素为
Ba、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sr、Zr、Nb
中的一种或几种，0＜
y≤0.1。2.
根据权利要求1所述的无机有机复合固态电解质膜，其特征在于，所述金属盐包括
Li
盐
、Na
盐和
K
盐中的一种或几种
。3.
根据权利要求1所述的无机有机复合固态电解质膜，其特征在于，所述
A3(OH)2XG
y
和聚
(
偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯
)
膜的质量比为
(0.01
～
1):1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢海明，孙立群，马天纵，
申请(专利权)人：吉林省东驰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：