固态复合高分子电解质膜及全固态锂电池制造技术

技术编号：40002820 阅读：12 留言：0更新日期：2024-01-09 04:08

一种固态复合高分子电解质膜，包含固态电解质层及第一固化电解质层。所述固态电解质层包括聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物、双(三氟甲基磺酰)胺基锂、丁二腈及铝掺杂锂镧锆氧化物，以所述固态电解质层的总量为100wt％计，所述铝掺杂锂镧锆氧化物的含量范围为50wt％至80wt％。所述第一固化电解质层是由包含包括丙烯酸酯材料、双(三氟甲基磺酰)胺基锂及丁二腈的第一组分及起始剂的第一组成物经聚合反应所形成。通过所述固态电解质层与第一固化电解质层的搭配，所述固态复合高分子电解质膜具有高的锂离子导电率。本发明专利技术还提供一种具有高克电容量的包含所述固态复合高分子电解质膜的全固态锂电池。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固态电解质及锂电池，特别是涉及一种固态复合高分子电解质膜及全固态锂电池。

技术介绍

1、锂电池目前已被广泛地应用于电子产品及交通运输设施中作为储能及供电的装置，而使用液态电解质的锂电池存在有容易生成锂枝晶导致短路及电解液泄漏等安全性问题。相较于液态电解质，使用固态电解质能够有效地避免上述安全性问题的发生。

2、中国专利技术专利申请公开号第101124693a号公开一种锂电池用双层电解质，且包含层n及层p。所述层n及所述层p各自地包括偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物及双(三氟甲基磺酰)胺基锂。

3、sandugash kalybekkyzy等人于2021年在polymers期刊发表的「fabrication ofuv-crosslinked flexible solid polymer electrolyte with pdms for li-ionbatteries」公开一种光固化固态高分子电解质膜，且是由包含聚(乙二醇)二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双(三氟甲基磺酰)胺基锂、聚二甲基硅氧烷、溶剂及光起始剂的组分经光固化反应所形成。

4、所述中国专利技术专利申请公开案的锂电池用双层电解质及所述光固化固态高分子电解质膜虽然能够解决以往锂电池发生短路及电解液泄漏的问题，但上述的固态电解质仍存在有锂离子导电率不佳的问题。

技术实现思路

1、本专利技术的第一目的在于提供一种具有高的锂离子导电率的固态复合高分子电解质膜。

<p>2、本专利技术固态复合高分子电解质膜，包含固态电解质层及第一固化电解质层。

3、所述固态电解质层包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、双(三氟甲基磺酰)胺基锂、丁二腈及铝掺杂锂镧锆氧化物，以所述固态电解质层的总量为100wt％计，所述铝掺杂锂镧锆氧化物的含量范围为50wt％至80wt％。

4、所述第一固化电解质层设置于所述固态电解质层上，且是由包含包括丙烯酸酯材料、双(三氟甲基磺酰)胺基锂及丁二腈的第一组分及起始剂的第一组成物经聚合反应所形成，所述丙烯酸酯材料是选自于乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯，或上述任意的组合。

5、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，所述固态复合高分子电解质膜还包含与所述第一固化电解质层夹置所述固态电解质层的第二固化电解质层，且所述第二固化电解质层是由包含包括丙烯酸酯材料、双(三氟甲基磺酰)胺基锂及丁二腈的第二组分及起始剂的第二组成物经聚合反应所形成，所述第二组分的丙烯酸酯材料是选自于乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯，或上述任意的组合。

6、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，所述第二组分还包含陶瓷填料。

7、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，所述第二组分的陶瓷填料是选自于三氧化二铝、二氧化硅、表面具有含有锂的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐的三氧化二铝颗粒，或上述任意的组合。

8、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，形成所述第二固化电解质层的所述聚合反应是利用紫外光照射所述第二组成物并进行1分钟至60分钟的光聚合反应。

9、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，形成所述第二固化电解质层的所述聚合反应是使所述第二组成物于80℃下进行0.5小时至4小时的热交联反应。

10、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，所述第一组分还包含陶瓷填料。

11、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，所述第一组分的陶瓷填料是选自于三氧化二铝、二氧化硅、表面具有含有锂的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐的三氧化二铝颗粒，或上述任意的组合。

12、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，形成所述第二固化电解质层的所述聚合反应是利用紫外光照射所述第一组成物并进行1分钟至60分钟的光聚合反应。

13、在本专利技术所述的固态复合高分子电解质膜中，形成所述第二固化电解质层的所述聚合反应是使所述第一组成物于80℃下进行0.5小时至4小时的热交联反应。

14、本专利技术的第二目的在于提供一种全固态锂电池。

15、本专利技术全固态锂电池，包含正极、负极及如上所述的固态复合高分子电解质膜。

16、所述负极与所述正极间隔设置。所述固态复合高分子电解质膜设置于所述正极与所述负极间。

17、本专利技术的有益的效果在于：通过所述固态电解质层与第一固化电解质层的相互搭配，所述固态复合高分子电解质膜在25℃下具有高的锂离子导电率。此外，通过所述固态复合高分子电解质，所述全固态锂电池具有高的克电容量。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种固态复合高分子电解质膜；其特征在于包含：

2.根据权利要求1所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：所述固态复合高分子电解质膜还包含与所述第一固化电解质层夹置所述固态电解质层的第二固化电解质层，且所述第二固化电解质层是由包含包括丙烯酸酯材料、双(三氟甲基磺酰)胺基锂及丁二腈的第二组分及起始剂的第二组成物经聚合反应所形成，所述第二组分的丙烯酸酯材料是选自于乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯，或上述任意的组合。

3.根据权利要求2所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：所述第二组分还包含陶瓷填料。

4.根据权利要求3所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：所述第二组分的陶瓷填料是选自于三氧化二铝、二氧化硅、表面具有含有锂的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐的三氧化二铝颗粒，或上述任意的组合。

5.根据权利要求2所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：形成所述第二固化电解质层的所述聚合反应是利用紫外光照射所述第二组成物并进行1分钟至60分钟的光聚合反应。

6.根

7.根据权利要求1所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：所述第一组分还包含陶瓷填料。

8.根据权利要求7所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：所述第一组分的陶瓷填料是选自于三氧化二铝、二氧化硅、表面具有含有锂的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐的三氧化二铝颗粒，或上述任意的组合。

9.根据权利要求1所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：形成所述第一固化电解质层的所述聚合反应是利用紫外光照射所述第一组成物并进行1分钟至60分钟的光聚合反应。

10.根据权利要求1所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：形成所述第一固化电解质层的所述聚合反应是使所述第一组成物于80℃下进行0.5小时至4小时的热交联反应。

11.一种全固态锂电池，包含正极及负极；其特征在于：所述全固态锂电池还包含如权利要求1至10中任一项所述的固态复合高分子电解质膜，且所述固态复合高分子电解质膜设置于所述正极与所述负极间。

...

【技术特征摘要】

1.一种固态复合高分子电解质膜；其特征在于包含：

3.根据权利要求2所述的固态复合高分子电解质膜，其特征在于：所述第二组分还包含陶瓷填料。

6.根据权利要求2所述的固...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨纯诚，吴宜萱，陈怀康，
申请(专利权)人：明志科技大学，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人