【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体的说，是一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质及其制备方法及电池。
技术介绍
1、作为二次电池的关键组成部分之一，电解液在正负极间承担着传输锂离子的重要作用。液态酯基电解液虽然己经成功应用于锂离子电池，但是仍存在着漏液、易挥发以及易燃等问题。因此，以固态电解质为特征的全固态电池越来越受到科研人员的关注。
2、目前，固态电解质体系主要包括聚合物固态电解质、氧化物固态电解质、硫化物固态电解质和复合固态电解质。其中，聚合物固态电解质因其优异的柔性，卓越的界面性能以及可大面积加工的特性受到了广泛关注。
3、但目前聚合物固态电解质普遍离子电导较低。由此可见，设计出具有高离子电导的聚合物固态电解质是当今市场和社会的重大需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质以及其特定的制备方法，已解决现有的聚合物固态电解质离子电导低的问题。同时，本申请还提供一种具备高电导的固态电解质锂电池。
2、为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术手段：
3、一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，包括聚合物集体、用于掺杂的大阴离子锂盐以及快离子导体硫化物；
4、所述聚合物基体为聚偏氟乙烯-六氟丙烯；
5、所述聚合物基体、所述大阴离子锂盐和所述快离子导体硫化物进行三元原位共聚。
6、作为优选的，所述大阴离子锂盐为双氟磺酰亚胺锂盐或双三氟甲基磺酸亚酰胺锂。
7、进
8、更进一步的，所述三元原位共聚采用偶氮二异丁腈作为引发剂和催化剂。
9、本专利技术涉及的聚合物基固态电解质在使用的过程中，具有以下有益效果：
10、该体系基体由结晶相的pvdf和非结晶相的hfp共聚而成，形成pvdf-hfp（聚偏氟乙烯-六氟丙烯）基体，其中结晶相的pvdf具有优良的化学稳定性和力学性能，可以保证复合电解质具有足够的机械强度；非结晶相hfp具有良好的可塑性，主要作为电解质离子传输介质。hfp的引入不仅阻碍了pvdf链段的规整排列，使结晶度大大降低，还减弱了f-的反应活性，有助于吸收更多的电解液和改善电极－电解质之间的界面稳定性。也正是由于减弱了f-的反应活性，才能在原位聚合的过程中，成功的掺杂大阴离子锂盐和快离子导体硫化物，从而利用快离子导体硫化物为离子传输提供了连续的通道，提升室温离子电导率，大阴离子锂盐为电解质提供易解离的锂离子源。
11、再者，本申请还提供了一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质的制备方法，包括以下步骤：
12、s1、聚偏氟乙烯-六氟丙烯预聚物混合溶液制备；
13、s2、在偶氮二异丁腈作为引发剂和催化剂的条件下，向s1中制备的混合溶液中加入大阴离子锂盐和快离子导体硫化物，在75℃下进行原位聚合反应。
14、作为优选的，所述混合溶液由聚偏氟乙烯-六氟丙烯与pc以4:1的比例在有机溶剂中进行混合。
15、更进一步的，在所述s2中原位聚合反应制备的固态电解质中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯：pc：快离子导体硫化物：大阴离子锂盐为4:1:3:2。
16、更进一步的，在所述s2中进行原位聚合反应的混合物料按照重量百分比计，含所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯40% wt ~50% wt，所述快离子导体硫化物25% wt ~35%wt，所述大阴离子锂盐10%wt~15%wt，所述pc 5%wt~10%wt，所述偶氮二异丁腈加入量为0.05%wt。
17、通过本专利技术的制备方法制备的硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，具备以下有益效果：通过以偶氮二异丁腈作为引发剂，在链生长阶段，一方面增加链段的结合位点，方便对大阴离子锂盐和快离子导体硫化物进行掺杂。并且在链生长阶段，形成弯曲聚合物链段，让快离子导体硫化物和大阴离子锂盐能够被弯曲的链段就进行夹持，从而提高掺杂的效果。
18、再者，本申请还提供了一种含有硫化物掺杂的聚合物基固态电解质锂离子电池的制备方法，包括前述的硫化物掺杂的聚合物基固态电解质；
19、所述电解质与锂片复合作为电池的负极，磷酸铁锂糊状物作为电池的正极，支撑纽扣电池。
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1.一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：包括聚合物集体、用于掺杂的大阴离子锂盐以及快离子导体硫化物；
2.根据权利要求1所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：所述大阴离子锂盐为双氟磺酰亚胺锂盐或双三氟甲基磺酸亚酰胺锂。
3.根据权利要求1所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：所述快离子导体硫化物为LiSiPSCl、LGPS以及LiSiSnPS中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：所述三元原位共聚采用偶氮二异丁腈作为引发剂和催化剂。
5.根据权利要求1所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：所述三元原位共聚采用偶氮二异丁腈作为引发剂和催化剂。
6.根据权利要求5所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质的制备方法，其特征在于：所述混合溶液由聚偏氟乙烯-六氟丙烯与PC以4:1的比例在有机溶剂中进行混合。
7.根据权利要求6所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质的制备方法，其特征在于：在所述S2中原位聚合反应制备
8.根据权利要求6或7所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质的制备方法，其特征在于：在所述S2中进行原位聚合反应的混合物料按照重量百分比计，含所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯40% wt ~50% wt，所述快离子导体硫化物25% wt ~35%wt，所述大阴离子锂盐10%wt~15%wt，所述PC 5%wt~10%wt，所述偶氮二异丁腈加入量为0.05%wt。
9.一种含有硫化物掺杂的聚合物基固态电解质锂离子电池的制备方法，其特征在于：包括权利要求1至8任意一项制备的硫化物掺杂的聚合物基固态电解质；
...【技术特征摘要】
1.一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：包括聚合物集体、用于掺杂的大阴离子锂盐以及快离子导体硫化物；
2.根据权利要求1所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：所述大阴离子锂盐为双氟磺酰亚胺锂盐或双三氟甲基磺酸亚酰胺锂。
3.根据权利要求1所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：所述快离子导体硫化物为lisipscl、lgps以及lisisnps中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：所述三元原位共聚采用偶氮二异丁腈作为引发剂和催化剂。
5.根据权利要求1所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质，其特征在于：所述三元原位共聚采用偶氮二异丁腈作为引发剂和催化剂。
6.根据权利要求5所述的一种硫化物掺杂的聚合物基固态电解质的制备方法，其特征在于：所述混合溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵俊华，孔东波，宋东亮，王亚洲，韩飞，施艳霞，李渠成，司雅楠，张利娟，李海杰，郭飞，闫志卫，王郝为，闫国锋，
申请(专利权)人：河南省法恩莱特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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