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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能,特别是涉及一种固态电解质膜及其制备方法、电池。
技术介绍
1、固态电池是一种储能元件,能够储存电能并在需要时释放。与传统液态电池相比,固态电池使用固体电解质而不是液体或凝胶电解质来进行离子传输,具有更高的安全性、更高的能量密度、更快的充电速度和更长的循环寿命。
2、卤化物固态电解质基于卤化物类化合物,如氯化物或溴化物。传统技术中,卤化物固态电解质膜的制备方法是将卤化物与可纤维化粘结剂进行纤维化然后辊压成膜。
3、但是在该方法中,纤维化过程中的高剪切力对卤化物固态电解质会造成消极影响,导致其性能下降。
技术实现思路
1、基于此,为避免纤维化过程对卤化物固态电解质的性能影响,提供一种固态电解质膜及其制备方法、电池。
2、本专利技术的一个方面,提供一种固态电解质膜,包括卤化物固态电解质和无机氧化物填料,所述无机氧化物填料为短棒状结构。
3、在其中一个实施例中,所述无机氧化物填料满足以下(1)~(3)中的一项或多项:
4、(1)所述无机氧化物填料的长度≤5μm;
5、(2)所述无机氧化物填料的直径≤1μm;
6、(3)所述无机氧化物填料的长度与直径的比值为5~15。
7、在其中一个实施例中,所述无机氧化物填料包括无机氧化物纤维、氧化物固态电解质纤维中的一种或多种;
8、所述无机氧化物纤维包括氧化铝纤维、氧化钛纤维、氧化锆纤维中的一种或多种;和/或
9、
10、在其中一个实施例中,所述卤化物固态电解质的粒径dv50≤10μm。
11、在其中一个实施例中,所述卤化物固态电解质的质量占比为64%~94%;和/或,
12、所述无机氧化物填料的质量占比为5%~35%。
13、在其中一个实施例中,还包括粘结剂,所述粘结剂的质量占比为0.5%~5%。
14、在其中一个实施例中,所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯共六氟丙烯、聚醚、cmc、sbr、聚酰胺中的一种或多种。
15、在其中一个实施例中,所述固态电解质膜的厚度为15μm~100μm。
16、第二方面,本申请还提供一种固态电解质膜的制备方法,包括以下步骤:
17、将卤化物固态电解质和无机氧化物填料干法混合后,得到混合料;所述无机氧化物填料为短棒状结构;所述干法混合在非破坏性的条件下完成;
18、将所述混合料成膜处理,得到所述固态电解质膜。
19、第三方面,本申请还提供一种电池,所述电池包括所述的固态电解质膜,或包括所述的制备方法制备得到的固态电解质膜。
20、上述固态电解质膜中,卤化物固态电解质作为锂离子的传输路径,无机氧化物填料为固态电解质膜的一种或多种其他组分提供所需的机械支撑,如对卤化物固态电解质提供机械支撑。并且本申请具体限定了无机氧化物填料为短棒状结构,利用此特殊结构,能够增强固态电解质的机械性能和离子导电性能。具体来说,一方面,无机氧化物材料一般具有良好的机械强度,应用于固态电解质膜时能够提高力学强度;另一方面,棒状结构或短纤状结构的无机氧化物填料能够对卤化物固态电解质进行支撑,提高卤化物固态电解质的分散性,避免固态电解质过度黏连。传统技术中采用纤维化粘结剂,经纤维化后,粘结剂具有纤维化结构,对固态电解质进行支撑,但是纤维化粘结剂需要高剪切力进行纤维化,会对卤化物固态电解质造成消极影响,如改变活性材料的形式并损坏活性材料的表面,包括破裂、熔合、剥离或发生化学改变。
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1.一种固态电解质膜,其特征在于,包括卤化物固态电解质和无机氧化物填料,所述无机氧化物填料为短棒状结构。
2.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述无机氧化物填料满足以下(1)~(3)中的一项或多项:
3.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述无机氧化物填料包括无机氧化物纤维、氧化物固态电解质纤维中的一种或多种;
4.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述卤化物固态电解质的粒径Dv50≤10μm。
5.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述卤化物固态电解质的质量占比为64%~94%;和/或,
6.根据权利要求1或5所述的固态电解质膜,其特征在于,还包括粘结剂,所述粘结剂的质量占比为0.5%~5%。
7.根据权利要求6所述的固态电解质膜,其特征在于,所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯共六氟丙烯、聚醚、CMC、SBR、聚酰胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述固态电解质膜的厚
9.一种固态电解质膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.一种电池,其特征在于,所述电池包括权利要求1~8任一项所述的固态电解质膜,或包括权利要求9所述的制备方法制备得到的固态电解质膜。
...【技术特征摘要】
1.一种固态电解质膜,其特征在于,包括卤化物固态电解质和无机氧化物填料,所述无机氧化物填料为短棒状结构。
2.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述无机氧化物填料满足以下(1)~(3)中的一项或多项:
3.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述无机氧化物填料包括无机氧化物纤维、氧化物固态电解质纤维中的一种或多种;
4.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述卤化物固态电解质的粒径dv50≤10μm。
5.根据权利要求1所述的固态电解质膜,其特征在于,所述卤化物固态电解质的质量占比为64%~94%;和/或,
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:张雪,祁影,莫文彬,
申请(专利权)人:清陶昆山能源发展集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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