[发明专利]用于锂二次电池的固态电解质

权利要求书

1.一种用于可再充电锂电池的固态电解质组合物，所述电解质组合物包含锂离子传导聚合物基质或粘合剂以及分散在所述聚合物基质或粘合剂中或通过所述聚合物基质或粘合剂化学结合的锂离子传导无机物种，其中所述锂离子传导无机物种选自Li₂CO₃、Li₂O、Li₂C₂O₄、LiOH、LiX、ROCO₂Li、HCOLi、ROLi、(ROCO₂Li)₂、(CH₂OCO₂Li)₂、Li_xSO_y、或其组合，其中X＝F、Cl、I、或Br，R＝烃基，0x≤1并且1≤y≤4；并且其中该聚合物基质或粘合剂的量是该电解质组合物的从1体积％至99体积％；

其中所述聚合物基质或粘合剂包含磺化聚合物、磺化聚合物和电子传导聚合物的混合物、或磺化聚合物和非电子传导聚合物的混合物；并且

其中所述磺化聚合物选自下组，该组由以下各项组成：聚(全氟磺酸)、磺化聚四氟乙烯、聚四氟乙烯的磺化全氟烷氧基衍生物、磺化聚砜、磺化聚(醚酮)、磺化聚(醚醚酮)、磺化聚苯乙烯、磺化聚酰亚胺、磺化苯乙烯-丁二烯共聚物、磺化聚氯-三氟乙烯、磺化全氟乙烯-丙烯共聚物、磺化乙烯-氯三氟乙烯共聚物、磺化聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯与六氟丙烯和四氟乙烯的磺化共聚物、乙烯和四氟乙烯的磺化共聚物、聚苯并咪唑、及其化学衍生物、共聚物和共混物。

2.如权利要求1所述的固态电解质组合物，其中所述电子传导聚合物选自下组，该组由以下各项组成：聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、双环聚合物、其衍生物、及其组合。

3.如权利要求1所述的固态电解质组合物，其中所述聚合物基质进一步包含分散于其中的填料颗粒。

4.如权利要求3所述的固态电解质组合物，其中所述填料选自金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物、金属硼化物、金属二硫属化物、或其组合。

5.如权利要求3所述的固态电解质组合物，其中所述填料选自呈纳米线、纳米盘、纳米带、或纳米片晶形式的铌、锆、钼、铪、钽、钨、钛、钒、铬、钴、锰、铁或镍的氧化物、硫化物、硒化物、或碲化物。

6.如权利要求3所述的固态电解质组合物，其中所述填料选自呈纳米线、纳米盘、纳米带、或纳米片晶形式的铌、锆、钼、铪、钽、钨、钛、钒、铬、钴、锰、铁或镍的二硫属化物、或三硫属化物。

7.如权利要求3所述的固态电解质组合物，其中所述填料选自无机材料的纳米盘、或纳米片晶，该无机材料选自：(a)硒化铋或碲化铋，(b)过渡金属二硫属化物或三硫属化物，(c)铌、锆、钼、铪、钽、钨、钛、钴、锰、铁、或镍的硫化物、硒化物、或碲化物；(d)氮化硼，或(e)其组合；其中所述纳米盘、或纳米片晶具有小于100nm的厚度。

8.如权利要求1所述的固态电解质组合物，其中所述锂离子传导无机物种具有不小于10^-4S/cm的室温离子电导率。

9.如权利要求1所述的固态电解质组合物，其中所述锂离子传导无机物种具有不小于10^-3S/cm的室温离子电导率。