一种3D打印复合固体电解质及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种3D打印复合固体电解质的制备方法，将双三氟甲烷磺酰亚胺锂加入离子液体溶液中，搅拌均匀后得到混合溶液A；将光敏树脂和引发剂加入混合溶液A中，搅拌均匀后得到混合溶液B；将无机氧化物陶瓷纳米颗粒分三次加入混合溶液B中，混合均匀后得到打印浆料；将打印浆料放入打印槽中，逐层进行光固化打印，清洗后得到具有对称多孔结构的复合固体电解质。本发明专利技术采用上述步骤，得到的多孔复合固体电解质在制备电池时电极/电解质为3D接触，为电极填充提供开放空间，极大增加电解质与电极的接触面积，提高活性物质负载量，降低界面阻抗，实现界面结构与性能的精确调控，进而有效提升固态锂电池的能量密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体电解质，特别是涉及一种3d打印复合固体电解质及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂电池等电化学储能系统作为清洁能源发展的重要一环，对推动能源绿色转型、助力“双碳”目标的实现具有重要意义。由于传统液态锂电池存在风险，因此，发展兼具高能量密度和高安全性的固态锂电池成为必然趋势。固体电解质是固态锂电池的核心部件，在目前研究的固体电解质中，以石榴石型llzo为代表的陶瓷固体电解质因离子电导率较高、电化学窗口宽和制备方法简单而备受关注。然而，传统陶瓷固体电解质存在脆性大、不易加工等问题，且与电极的接触由固-液界面变为固-固界面，这会造成电解质-电极之间大的界面电阻，使界面处离子传输受阻，难以适应循环过程中电极的体积膨胀，稳定性欠佳。

2、同时，传统的固体电解质多为平面结构，因此，电极/电解质之间的接触方式为平面接触，这也会造成固-固界面高的界面电阻，进而极大影响固态锂电池的循环寿命和能量密度。在各种固体电解质的制备技术中，3d打印技术具有低成本、快速成型、几何结构可控、工艺简单等优势，是制备3d结构材料的重要手段，为储能领域的发展注入了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种3D打印复合固体电解质的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，S1、将双三氟甲烷磺酰亚胺锂加入离子液体溶液中，搅拌均匀后得到浓度为0.5～3mol/L的混合溶液A；

2.根据权利要求1所述的一种3D打印复合固体电解质的制备方法，其特征在于：S1中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双(氟磺酰)亚胺盐、1-甲基-1-丙基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺盐、1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺和1-丁基-1-甲基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印复合固体电解质的制备方法，...

【技术特征摘要】

1.一种3d打印复合固体电解质的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，s1、将双三氟甲烷磺酰亚胺锂加入离子液体溶液中，搅拌均匀后得到浓度为0.5～3mol/l的混合溶液a；

2.根据权利要求1所述的一种3d打印复合固体电解质的制备方法，其特征在于：s1中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双(氟磺酰)亚胺盐、1-甲基-1-丙基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺盐、1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺和1-丁基-1-甲基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种3d打印复合固体电解质的制备方法，其特征在于：s2中，光敏树脂为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种3d打印复合固体电解质的制备方法，其特征在于：s2中，引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷和苯基双(2,4,6-三甲基苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫建华，隗立颖，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：