专利名称：

发明

一种柔性复合固态电解质及其制备和应用

申请公布号：

CN117855582A

申请公布日：

2024-04-09

申请号：

202410263514X

申请日：

2024-03-08

申请人：

河南师范大学,

地址：

453007 河南省新乡市牧野区建设东路46号

发明人：

代冬梅,闫鹏瑶,韩旭,刘代伙,李苞,

分类号：

H01M10/056(2010.01);H01M10/052(2010.01);

专利代理机构：

新乡市平原智汇知识产权代理事务所(普通合伙) 41139

代理人：

路宽

最终专利权人：

摘要：

本发明公开了一种柔性复合固态电解质及其制备方法和应用，该柔性复合固态电解质由以下重量百分配比的原料制备而成：溶质盐5wt%~30wt%；无机填料5wt%~80wt%；聚合物基底10wt%~80wt%，该聚合物基底由质量比1~10:1的聚合物A和聚合物B组成；本发明还具体公开了该柔性复合固态电解质的制备方法及其在锂金属电池中的应用。本发明制备的柔性复合固态电解质具有5.0V的高电压窗口，能够完全匹配高压正极材料；组装的磷酸铁锂/镍钴锰电池在具有高比容量的同时可实现稳定循环；由于本发明提供的复合固态电解质材料具有柔性可弯曲的特点，因此能够实现与电极材料的紧密接触，有望应用于可穿戴式电子设备。

权利要求书：

1.一种柔性复合固态电解质，其特征在于该柔性复合固态电解质由以下重量百分配比的原料制备而成：溶质盐5wt%~30wt%，该溶质盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、硝酸锂或四氟硼酸锂中的一种或多种；无机填料5wt%~80wt%，该无机填料为活性填料或惰性填料中的一种或多种，其中活性填料为NASICON型填料、石榴石型填料或钙钛矿型填料中的一种或多种，惰性填料为SiO2、Al2O3、TiO2或ZrO2中的一种或多种；聚合物基底10wt%~80wt%，该聚合物基底由质量比1~10:1的聚合物A和聚合物B组成，其中聚合物A为聚醚类聚氨酯或聚酯类聚氨酯中的一种或多种，聚合物B为含氟类聚合物乙烯‑四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、氟化乙丙共聚物、全氟烷氧基树脂、聚氯三氟乙烯、乙烯‑氯三氟乙烯共聚合物、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯或聚偏氟乙烯‑六氟丙烯中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的柔性复合固态电解质，其特征在于该柔性复合固态电解质由以下重量百分配比的原料制备而成：溶质盐10wt%~20wt%、无机填料10wt%~40wt%，余量为聚合物基底。3.根据权利要求1所述的柔性复合固态电解质，其特征在于：所述NASICON型填料为Li1+xAlxTi2‑x(PO4)3或Li1+xAlxGe2‑x(PO4)3中的一种或多种；所述石榴石型填料为Li7La3Zr2O12；所述钙钛矿型填料为Li3xLa2/3‑xTiO3。4.根据权利要求1所述的柔性复合固态电解质，其特征在于：所述聚合物基底中聚合物A与聚合物B的质量比为2~8:1。5.一种权利要求1~4中任意一项所述的柔性复合固态电解质的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将聚合物A溶于溶剂C中，加热搅拌至溶解得到浆料；步骤S2：将聚合物B加入步骤S1得到的浆料中，加热搅拌混合均匀；步骤S3：在步骤S2得到的浆料中加入溶质盐，继续加热搅拌混合均匀；步骤S4：在步骤S3得到的浆料中加入无机填料，搅拌后转移至球磨罐中，球磨混合均匀后涂覆于模具上，再浸入溶剂D中，以置换出浆料中的溶剂C，静置后取出干燥制得柔性复合固态电解质。6.根据权利要求5所述的柔性复合固态电解质的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述溶剂C为N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的一种或多种，步骤S4中所述溶剂D为丙酮或乙醇中的一种或多种。7.根据权利要求5所述的柔性复合固态电解质的制备方法，其特征在于：步骤S1、步骤S2和步骤S3中加热搅拌均在磁力搅拌油浴锅中进行，加热搅拌温度为50~120℃。8.一种锂金属电池，其特征在于：利用权利要求1~4中任意一项所述的柔性复合固态电解质，磷酸铁锂或镍钴锰正极和锂金属负极组装成扣式电池。

日期	最新法律状态	描述
2024-04-09	公开	公开