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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池领域,涉及一种电解质及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池是一种二次电池,主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来实现充放电工作。随着电子产品市场需求的扩大及动力、储能设备的发展,动力型锂电池开始应用于电动工具、电动汽车上,因此对锂电池性能的要求也越来越高。
2、锂离子电池作为当前最重要的电化学储能器件之一,其应用范围已经从小容量电池在消费电子产品、电动工具上的应用,逐渐扩展到新能源电动汽车、电动船舶、电动飞机、机器人等新兴领域,这些领域不仅要求锂离子电池具有更大的容量,对其能量密度也不断提出更高的要求。
3、在过去,锂离子电池能量密度随时间的提升基本满足线性关系,但近年来,能量密度的提升速度逐渐放缓。同时液态电池存在以下缺陷:sei层持续生长、过渡金属溶解、正极材料析氧、电解液氧化、析锂、高温失效和体积膨胀。固态电解质的电池可以解决上述缺点逐渐进入人们的研究视线。
4、但是全固态锂电池的界面接触主要是固固界面接触,所以保证良好的界面接触是保证电池性能的关键,但是巨大的压力伴随着正负极材料较大的形变,电极一张一弛的效应容易将电解质层扯列,从而造成电解质层断裂,正负极接触发生短路热失控的问题。因此如何制备一种高安全性能和电化学性能的电解质是本领域重要的研究方向。
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具有良好的电化学性能和高安全性能的电解质及其制备方法。
2、本专利技术的目的之一在于
3、本专利技术的目的之二在于提供一种如目的之一所述的电解质的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:氧化物电解质溶液、双键腈类单体和锂盐加热混合后冷却,再加入引发剂聚合,过滤、洗涤和干燥后得到所述电解质。
4、为达此目的,本专利技术采用以下技术方案:
5、本专利技术所述的数值范围不仅包括上述例举的点值,还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
6、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:
7、本专利技术将聚合物电解质材料引入到氧化物电解质表面形成包覆结构,通过非常少的包覆氧化物可以将电导率提升一个数量级,将其应用在锂离子电池中,具有高安全性能并可以明显的提升其电化学性能,首次库伦效率可以高达89.6%,常温循环性能可以高达93.4%,电池的倍率性能可以达到85%以上。
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1.一种电解质,其特征在于,所述电解质包括包覆层和内核,所述包覆层包括双键腈类聚合物和锂盐,所述内核为氧化物电解质,所述氧化物电解质包括锂镧锆氧和/或掺杂过渡金属元素的锂镧锆氧。
2.根据权利要求1所述的电解质,其特征在于,所述双键腈类聚合物包括聚丙烯腈,所述锂盐包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂或六氟磷酸锂中的任意一种或至少两种的组合,所述过渡金属元素包括Ta和/或Nb。
3.根据权利要求2所述的电解质,其特征在于,所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的电解质的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:氧化物电解质溶液、双键腈类单体和锂盐加热混合后冷却,再加入引发剂聚合,过滤、洗涤和干燥后得到所述电解质。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述氧化物电解质溶液中的氧化物电解质为锂镧锆氧和/或掺杂过渡金属元素的锂镧锆氧,所述氧化物电解质的D50粒径为150nm至250nm,所述氧化物电解质溶液中的溶剂为碳酸二甲酯,所述氧化物电解质溶液的固含量为3%至7%。
6.根据权利要求
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述加热混合为加热至沸腾回流混合,所述加热混合的时间为22h至26h,所述冷却的温度为10℃至30℃。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰中的任意一种。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述聚合的温度为55℃至65℃,所述聚合的时间为22h至26h。
10.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述洗涤的溶液为碳酸二甲酯,所述干燥为真空干燥,所述真空干燥的温度为95℃至105℃,所述真空干燥的时间为22h至26h。
...【技术特征摘要】
1.一种电解质,其特征在于,所述电解质包括包覆层和内核,所述包覆层包括双键腈类聚合物和锂盐,所述内核为氧化物电解质,所述氧化物电解质包括锂镧锆氧和/或掺杂过渡金属元素的锂镧锆氧。
2.根据权利要求1所述的电解质,其特征在于,所述双键腈类聚合物包括聚丙烯腈,所述锂盐包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂或六氟磷酸锂中的任意一种或至少两种的组合,所述过渡金属元素包括ta和/或nb。
3.根据权利要求2所述的电解质,其特征在于,所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的电解质的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:氧化物电解质溶液、双键腈类单体和锂盐加热混合后冷却,再加入引发剂聚合,过滤、洗涤和干燥后得到所述电解质。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述氧化物电解质溶液中的氧化物电解质为锂镧锆氧和/或掺杂过渡金属元素的锂镧锆氧,所述氧化物电解质的d50粒径为150n...
【专利技术属性】
技术研发人员:余乐,吕文彬,
申请(专利权)人:远景动力技术江苏有限公司,
类型:发明
国别省市:
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