一种羟基氧卤化物无机高分子固态电解质材料、电极及电池制造技术

技术编号:46566911 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:16
本发明专利技术公开了一种羟基氧卤化物无机高分子固态电解质材料,化学式为:Xa[Mb(OH)n‑O‑Y6‑n]m,其中X元素为Li 或 Na;M为Al、Ga、In、Y、La、Si、Ge、Sn、Pb、Zr、Hf、Ce、Nb、或Ta中的一种或多种;Y元素为Cl或B,a>0,b>0,n>0,m>0。本发明专利技术提供了一种新型固态电解质,可以替代传统的有机电解质,提供更高的电池能量密度和更广泛的工作温度范围,其工作温度范围可达‑50~‑40℃。本发明专利技术所制备的卤化物固态电解质材料在室温下的离子电导率范围为10‑5~10‑2 S/cm,优选为10‑4~10‑2 S/cm,接近商用液态有机锂离子电池电解液的离子电导率,应用前景宽广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全固态电池材料锂(钠)金属改性,特别是一种羟基氧卤化物无机高分子固态电解质材料、电极及电池


技术介绍

1、二次电池已被广泛用于大型设备,如汽车和电力存储系统,以及小型设备,如移动电话、摄像机、笔记本电脑等。随着二次电池应用范围的扩大,对安全和能量密度电池的需求也越来越大。例如,锂电池是二次电池的一种,与镍锰电池或镍镉电池相比,具有高能量密度和高单位面积容量的优点。然而,传统上用于锂离子二次电池的电解质是液体电解质,如有机溶剂。因此,安全问题,如电解质的泄漏和火灾的风险可能不断发生。

2、最近,具有固态电解质材料在内的全固体电池被用于改善锂离子二次电池的安全特性,并引起了广泛关注。例如,固态电解质材料通常比液体电解质更安全,它具有不可燃或阻燃性能、而且表现出原始高压阴极兼容。固态电解质材料可包括氧化物基固态电解质材料,硫化物基固态电解质材料,以及卤化物基固态电解质材料。然而,氧化物电解质的离子传导性低并且界面阻抗高、硫化锂电解质的电化学稳定性低并且大部分含有p2s5的有毒物质等缺点缺点。而卤化物固态电解质因其高氧化稳定性、不与空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.羟基氧卤化物无机高分子固态电解质材料,其特征在于,化学式为:Aa[Mb(OH)c-O-B6-c]d,其中A元素为Li 或 Na;M为Al、Ga、In、Y、La、Si、Ge、Sn、Pb、Zr、Hf、Ce、Nb、或Ta中的一种或多种;B元素为F、Cl、Br或I, 0<a<3,0<b<1,0<c<6,0<d<6。

2.根据权利要求1所述的固态电解质材料,其特征在于,由原料碱金属源Ma、过渡金属或金属源Mb、氧源Oc混合制得,碱金属源Ma、过渡金属或金属源Mb二者中至少有一种含卤素元素,碱金属源Ma可选自LiCl、LiCl∙H2O、...

【技术特征摘要】

1.羟基氧卤化物无机高分子固态电解质材料,其特征在于,化学式为:aa[mb(oh)c-o-b6-c]d,其中a元素为li 或 na;m为al、ga、in、y、la、si、ge、sn、pb、zr、hf、ce、nb、或ta中的一种或多种;b元素为f、cl、br或i, 0<a<3,0<b<1,0<c<6,0<d<6。

2.根据权利要求1所述的固态电解质材料,其特征在于,由原料碱金属源ma、过渡金属或金属源mb、氧源oc混合制得,碱金属源ma、过渡金属或金属源mb二者中至少有一种含卤素元素,碱金属源ma可选自licl、licl∙h2o、lioh、lioh∙h2o、li2co3、ch3cooli、lino3、li2so4、li2sio3、lialcl4以及nacl、naoh、na2co3、ch3coona、nano3、na2so4、naclo4中的其中一种或若干种;过渡金属或金属源mb可选自alcl3、alcl3∙6h2o、al(oh)3、al2o3、al2(co3)3、c9h21alo3、(c2h5o)3al、al(c5h7o2)3、lialcl4、[al2(oh)ncl6-n]m、gacl3、ga(clo4)3∙xh2o、ga(oh)3、ga2o3、c9h21gao3、(c2h5o)3ga、ga(c5h7o2)3、zrcl4、 zrocl2∙8h2o、zr(oh)4、zro2、zro(oh)2nh2o、zr(co3)2、zr(oc2h5)4、zr(c5h7o2)4、hfcl4、 hfocl2∙8h2o、hfo(oh)2、hfo2、hfo2·nh2o、hf(co3)2、hf(oc2h5)4、hf(c5h7o2)4、nbcl5、nb(oh)5、nb2o5、nb(oc2h5)5、nb(c5h7o2)5、tacl5、ta(oh)5、ta2o5、ta(oc2h5)5、ta(c5h7o2)5中的一种或多种;氧源oc可选自licl∙h2o、lioh、alcl3∙6h2o、al(oh)3、c9h21alo3、(c2h5o)3al、al(c5h7o2)3、[al2(oh)ncl6-n]m、zrocl2∙8h2o、zr(oh)4、zro(oh)2nh2o、zr(oc2h5)4、zr(c5h7o2)4、hfocl2∙8h2o、hfo(oh)2、hfo2、hfo2·nh2o、hf(co3)2、hf(oc2h5)4、hf(c5h7o2)4、nb(oh)5、nb(oc2h5)5、nb(c5h7o2)5、ta(oh)5、ta(oc2h5)5、ta(c5h7o2)5或者含有-oh的高分子化合物中的一种或多种。

3.一种电极,其特征在于,包...

【专利技术属性】
技术研发人员:李晓娜孙学良朱祥振张思蒙
申请(专利权)人:宁波市东方理工高等研究院
类型:发明
国别省市:

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