【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固态电池用电解质膜的制备方法，属于电化学。
技术介绍
1、电子技术和电动汽车的快速发展需要开发具有成本效益、消费者安全和高性能的锂电池。基于锂负极的锂金属电池得到了研究者的广泛关注，因为金属锂负极具有3860mahg-1的高比容量值和极低的还原电位，当与高压正极匹配时，有望突破现有能量密度桎梏。然而，锂金属电池在与传统液体电解质匹配时，存在枝晶生长引起的安全问题，枝晶生长可能穿透隔膜并导致电池短路，从而引发火灾。
2、固体电解质因其具有良好的安全性能得到研究者们的青睐，根据化学成分的不同，固体电解质可以分为无机固体电解质、聚合物固体电解质。无机固体电解质具有较高的离子电导率，其中的硫化物固体电解质电导率可以与液态电解质相媲美，但无机固体电解质存在加工困难，与电极界面相容性差等问题，实现大规模工业化还有一定的难度。聚合物固体电解质具有良好的加工性和柔韧性，被认为是最易于商业化的固体电解质。但其存在的室温离子电导率低、难以抑制负极侧枝晶生长等缺点，大大禁锢了聚合物电解质的商业化进程。因此对固体电解质进行改性处理，以提高其室温离子电导率，改善负极侧的离子沉积迫在眉睫。针对固态电解质的低离子电导率问题，现有技术也提供了一些解决思路，例如，公开号为cn114725487a的中国专利文献公开了一种固态电解质膜，包括固态电解质膜和设置在固态电解质内部用于支撑的柔性聚合物骨架膜，所述柔性聚合物骨架膜为peo基固态聚合物膜，其样式为多网孔结构且网孔无定性。
3、尽管随着研发的不断深入，固态电解质的电导率在
4、虽然现有技术有为数不多的固态电解质宽温域稳定性的相关研究，但技术仍不成熟，宽温域区间以及稳定性等效果仍有较大的提升空间。
技术实现思路
1、针对固体电解质导电率以及宽温域稳定性不理想的问题，本专利技术第一目的在于，提供了一种能够协同改善固态电解质电导率以及宽温域稳定性的协同添加剂。
2、本专利技术第二目的在于，提供了所述的协同添加剂在制备固态电解质中的应用(也可理解为利用所述协同添加剂制备固体电解质的方法)，旨在改善固态电解质的电导率以及宽温域稳定性。
3、本专利技术第三目的在于，提供包含所述的制备方法制得的固态电解质及其在固态金属m二次电池中的应用。
4、本专利技术第四目的在于，提供包含所述固态电解质的固态金属m二次电池及其原位制备方法。
5、一种改善固体电解质性能的协同添加剂，包括添加剂a和添加剂b；其中，添加剂a包括氟化钴、氟化铁、氟化镍中的至少一种；
6、所述的添加剂b包括氟化钡、氟化镁、氟化铟、氟化铋中的至少一种。
7、本专利技术创新地研究表明，采用添加剂a和b联合，能够意外地实现协同，能够解决固态电解质面临的室温电导率以及宽温域循环稳定性不理想等问题。
8、本专利技术中，所述的添加剂a和b的联合是协同解决固态电解质电导率以及宽温域循环稳定性的关键。研究还表明，对添加剂a和b的成分以及比例进一步协同控制，可进一步改善成分的协同效果。
9、优选地，所述的添加剂a为氟化钴。所述的添加剂b为氟化铟、氟化铋中的至少一种。研究表明，该优选的添加剂a和b的联合，可以进一步联合协同改善固态电解质的导电率以及宽温域循环稳定性。
10、优选地，添加剂a和添加剂b的重量比为1～10：1；优选为1～5：1，更进一步为4.5～5:1。本专利技术研究还表明，在该优选的比例下，可以进一步联合协同改善固态电解质的导电率以及宽温域循环稳定性。
11、本专利技术还提供了所述的协同添加剂的应用，将其用于制备固态金属m二次电池的固态电解质，其中，金属m为li、na或k。
12、本专利技术中，可在已知的固态电解质的制备思路基础上，添加本专利技术所述的协同添加剂，从而赋予或协同提高制得的固态电解质的电导率以及宽温域循环稳定性。
13、本专利技术一种优选的应用(也可理解为利用所述协同添加剂制备固体电解质的方法)，将包含单体、金属m盐、协同添加剂、聚合助剂的混合浆料进行聚合，制得固体电解质。
14、本专利技术中，所述可聚合单体可以为环醚，或者为含有至少一个-c＝c-结构且同时含有c＝o或c-o结构的链状单体；
15、优选地，所述的单体为具有式1、式2、式3片段中的至少一种单体；
16、
17、优选地，所述的单体为以下结构中的至少一种单体；
18、
19、其中n表示该结构的重复数目，其可以是大于或等于1的整数。
20、本专利技术研究意外地表明，采用式1结构的单体，其有助于进一步和本专利技术所述的协同添加剂适配协同，可以意外地进一步改善得到的固态电解质的导电率以及宽温域循环稳定性。
21、本专利技术中，所述的金属m盐具体可以为碱金属盐，其类型可根据电池的类型确定，例如，当电池为锂二次电池，其可以为锂盐，当所述的电池为钠二次电池，其可以为钠盐；
22、本专利技术中，所述锂盐包括lipf6、libf4、liclo4、libob、lidfob、lifsi、litfsi、litdi和liasf6中的至少一种；
23、本专利技术中，所述钠盐包括napf6、nabf4、naclo4、cf3so3na、natfsi、nafsi、nadfob、和napo2f2中的至少一种。
24、本专利技术中，所述的聚合助剂为能够促使单体聚合的成分，优选包括引发剂；
25、本专利技术中，所述的引发剂包括热引发剂、光引发剂、路易斯酸性试剂中的至少一种；
26、本专利技术中，所述热引发剂可以是偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯中的至少一种。
27、本专利技术中，所述光引发剂可以是苯偶姻及衍生物(安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚)、苯偶酰类(二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮)、烷基苯酮类(α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮)、酰基磷氧化物(芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦)、二苯甲酮类(二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改善固体电解质性能的协同添加剂，其特征在于，包括添加剂A和添加剂B；其中，添加剂A包括氟化钴、氟化铁、氟化镍中的至少一种；
2.如权利要求1所述的协同添加剂，其特征在于，优选地，所述的添加剂A为氟化钴；
3.如权利要求1或2所述的协同添加剂，其特征在于，添加剂A和添加剂B的重量比为1～10：1；优选为1～5：1，更进一步为4.5～5:1。
4.一种权利要求1～3任一项所述的协同添加剂的应用，其特征在于，将其用于制备固态金属M二次电池的固态电解质，其中，金属M为Li、Na或K。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，将包含单体、金属M盐、协同添加剂、聚合助剂的混合浆料进行聚合，制得固体电解质。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述可聚合单体可以为环醚，或者为含有至少一个-C＝C-结构且同时含有C＝O或C-O结构的链状单体；
7.如权利要求5所述的应用，其特征在于，混合浆料中，按重量份计，单体：金属M盐：协同添加剂：聚合助剂的重量比为1：0.1～0.6：0.001～0.03：0.0005～0.0
8.一种权利要求4～7任一项所述的应用中制得的固体电解质。
9.一种固态金属M二次电池，其特征在于，其包括权利要求8所述的固态电解质。
10.一种权利要求9所述的固态金属M二次电池的原位聚合制备方法，其特征在于，电池组装时依次装入正极、隔膜和负极形成电芯，随后采用权利要求5～7任一项所述的应用方法，向电芯注入所述的混合浆料，随后封装进行原位聚合，制得所述的固态金属M二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种改善固体电解质性能的协同添加剂，其特征在于，包括添加剂a和添加剂b；其中，添加剂a包括氟化钴、氟化铁、氟化镍中的至少一种；
2.如权利要求1所述的协同添加剂，其特征在于，优选地，所述的添加剂a为氟化钴；
3.如权利要求1或2所述的协同添加剂，其特征在于，添加剂a和添加剂b的重量比为1～10：1；优选为1～5：1，更进一步为4.5～5:1。
4.一种权利要求1～3任一项所述的协同添加剂的应用，其特征在于，将其用于制备固态金属m二次电池的固态电解质，其中，金属m为li、na或k。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，将包含单体、金属m盐、协同添加剂、聚合助剂的混合浆料进行聚合，制得固体电解质。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述可聚合单体可以为环醚，或者为含有至少一个-c＝c-结构且同时含有c＝o...
【专利技术属性】
技术研发人员：王梦然，赖延清，胡玉婷，张默淳，张治安，李劼，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。