【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固态电解质，涉及一种固态电解质，尤其涉及一种固态电解质及其制备方法与电化学储能装置。
技术介绍
1、近年来，随着新能源的崛起，相应的便携电子产品、电动汽车以及其他电子设备也迎来快速发展。电解质广泛应用于电池及其他电子器件之中，在正负极之间充当离子传输的媒介。
2、目前主要应用的电解质是液态电解质，研究发现，液态电解质具有容易泄露、易挥发与有毒等性质，液态锂离子电池的安全可靠性较差，在挤压、碰撞、过充或某些意外情况下，易发生爆炸燃烧的问题，甚至危及人身安全，于是固态电解质电池成了一个新的研究方向。在安全性上，固态电解质不存在由于液态电解液泄露导致的严重安全问题；在能量密度上，固态电解质由于高机械强度可以抑制锂枝晶的生长，固态电解质还具有良好的稳定性，包括化学稳定性和电位窗宽稳定性。
3、金属锂负极，因其高理论比容量和低负电化学电位等优势，一直被认为是最理想的锂离子电池负极材料。但是金属锂负极的应用目前仍面临巨大调整，一是金属锂负极与固态电解质之间的界面仍有待改进，二是金属锂过于活泼，会与部分电解液发生反应，而固态电池由于不使用易燃易爆的电解液，而被赋予厚望。
4、cn111224066a公开了一种固态电解质与金属锂负极界面的调控方法，包括以下步骤：s1)、在惰性气体氛围熔融金属锂；s2)、在熔融的金属锂中添加适量的助焊剂，s3)、将固态电解质基底进行打磨抛光处理；s4)、将固态电解质置于加热台上加热；s5)、将混合熔融液均匀涂覆在固态电解质上；s6)、使铝箔熔融于与固态电解质良好接
5、cn115224368a公开了一种固态电解质与锂负极一体化的电池组件及其制备方法，通过低温等离子体技术激发含氟气体以产生高活性含氟自由基，从而在固态电解质表面形成一层亲锂性强的氟改性层；氟可在电化学循环过程中与锂原位形成氟化锂，促进锂于负极侧的均质化沉积的同时，有效防止固态电解质中的高价态金属被锂负极还原；为进一步降低界面电阻，加速原位氟化锂的形成，本专利技术以真空蒸镀、高温熔融、磁控溅射等方法将锂熔于或镀于固态电解质的氟改性层表面以强化界面接触。该专利技术所制备的电池组件可有效降低固态电池内阻，优化界面电流分布，保护固态电解质与锂金属，抑制锂枝晶的生长，最终提高锂固态电池的电化学性能。但是，该固态电解质与锂负极一体化的电池组件中固态电解质与金属锂负极接触时难以稳定存在，在静置和循环过程中会形成界面层，并消耗金属锂。
6、现有技术中的固态电解质都有一定的缺陷，存在着固态电解质与金属锂负极接触时，在静置和循环过程中会形成阻抗高的界面层，并消耗金属锂，从而导致的电池循环性能下降的问题。因此，开发设计一种新型的固态电解质及其制备方法至关重要。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种固态电解质及其制备方法与电化学储能装置，本专利技术中利用改性后的聚烯醇对过渡金属离子具有很好的吸附效果，且对金属锂负极具有较好的界面性能，避免了在静置和循环过程中形成阻抗高的界面层，减少了金属锂负极的消耗，从而增强了电池循环性能；本专利技术中羧酸改性的聚烯醇是通过羧酸对聚烯醇改性后得到，具有更高的机械强度。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种固态电解质，所述固态电解质包括羧酸改性的聚烯醇。
4、本专利技术中聚烯醇是一种具有多个羟基官能团的高分子化合物，其分子结构中含有多个羟基官能团；由于所述聚烯醇的分子链上含有大量的羟基，可以通过多种化学改性手段进行改性，接入大量的活性基团，改性后的聚烯醇对过渡金属离子具有很好的吸附效果。
5、本专利技术中固态电解质包括羧酸改性的聚烯醇，利用改性后的聚烯醇对过渡金属离子具有很好的吸附效果，增强了固态电解质对过渡金属离子的吸附，从而避免了在静置和循环过程中形成阻抗高的界面层及负极上过渡金属离子的沉积，另外，由于本专利技术的固态电解质对金属锂负极的良好的兼容性，而增强了电池循环性能。
6、本专利技术中羧酸具有活性羧基官能团，可与聚烯醇的羟基发生键合反应，使得聚合物链之间形成牢固、高密与稳定的三维网络结构，构成更紧密的体系；本专利技术中羧酸改性的聚烯醇是通过羧酸对聚烯醇改性后得到，具有更高的机械强度。
7、优选地，所述羧酸中包括至少两个羧基官能团，羧酸中的至少两个羧基官能团可与聚烯醇的羟基发生键合反应，使得聚合物链之间形成牢固、高密、稳定的三维网络结构，构成更紧密的封闭填充体系。
8、优选地，所述羧酸包括二元羧酸，所述二元羧酸包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、富马酸或丙烯二酸中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制的组合包括乙二酸和丙二酸的组合，丁二酸和马来酸的组合，或者富马酸和丙烯二酸的组合，优选为马来酸。
9、优选地，所述羧酸包括多元羧酸，所述多元羧酸包括丙三酸和/或柠檬酸。
10、优选地，所述聚烯醇包括聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丁烯醇、聚戊烯醇中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制的组合包括聚乙烯醇和聚丙烯醇的组合，聚乙烯醇和聚戊烯醇，或者聚丙烯醇和聚戊烯醇的组合，优选为聚乙烯醇。
11、优选地，所述聚烯醇中聚乙烯醇的质量分数不低于50wt％，例如可以是50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、85wt％、85wt％、90wt％、95wt％或100wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
12、本专利技术中聚乙烯醇由于具有较高的介电常数、良好的机械性能和低廉的价格，是一种理想的聚烯醇，聚乙烯醇可以通过内部的oh与锂离子之间的相互作用，形成锂离子传输通道。
13、优选地，所述聚烯醇的重均分子量为100000～200000例如可以是100000、110000、120000、130000、140000、150000、160000、170000、180000、190000或200000，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
14、优选地，所述固态电解质还包括增强固态电解质。
15、本专利技术中通过在羧酸改性的聚烯醇中填充增强固态电解质，进一步提升了固态电解质的机械性能。
16、优选地，所述固态电解质中羧酸改性的聚烯醇与增强固态电解质的质量比为(2～7):3，例如可以是2:3、3:3、4:3、5:3、6:3或7:3，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
17、优选地，所述增强固态电解本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括羧酸改性的聚烯醇。
2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述羧酸中包括至少两个羧基官能团；
3.根据权利要求1或2所述的固态电解质，其特征在于，所述聚烯醇包括、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丁烯醇、聚戊烯醇中的任意一种或至少两种的组合，优选为聚乙烯醇；
4.根据权利要求1～3任一项所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质还包括增强固态电解质；
5.根据权利要求4所述的固态电解质，其特征在于，所述增强固态电解质包括无机固态电解质和聚合物固态电解质；
6.根据权利要求1～5任一项所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质还包括溶剂；
7.根据权利要求1～6任一项所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质还包括离子液体；
8.根据权利要求7所述的固态电解质，其特征在于，所述离子液体内含有锂盐；
9.一种电化学储能装置，其特征在于，所述电化学储能装置包括依次层叠的正极极片、负极极片与权利要求1～8任一项所述的固态电解质，所述正极极片
10.根据权利要求9所述的电化学储能装置，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体及所述正极集流体的至少一个表面上覆盖的正极活性材料；
...【技术特征摘要】
1.一种固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括羧酸改性的聚烯醇。
2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述羧酸中包括至少两个羧基官能团；
3.根据权利要求1或2所述的固态电解质，其特征在于，所述聚烯醇包括、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丁烯醇、聚戊烯醇中的任意一种或至少两种的组合，优选为聚乙烯醇；
4.根据权利要求1～3任一项所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质还包括增强固态电解质；
5.根据权利要求4所述的固态电解质，其特征在于，所述增强固态电解质包括无机固态电解质和聚合物固态电解质；
6.根据权利要求1～5任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈志鹏，陈凯，李峥，冯玉川，
申请(专利权)人：苏州清陶新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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