[发明专利]一种多层结构复合固态电解质膜及其制备方法、固态电池

权利要求书

1.一种多层结构复合固态电解质膜，包括无机电解质层和聚合物电解质层，其特征在于，还包括支撑骨架层，无机电解质层复合在所述支撑骨架层的正极侧表面，聚合物电解质层复合在所述支撑骨架层的负极侧表面，支撑骨架层包括多孔支撑骨架，多孔支撑骨架的孔结构内填充有电解质材料；所述无机电解质层中含有无机固态电解质和聚合物电解质，聚合物电解质的质量含量不大于20%；所述聚合物电解质层为无机固态电解质和聚合物电解质组成的复合电解质，复合电解质中，无机固态电解质的质量含量不大于20%；在无机电解质层、支撑骨架层、聚合物电解质层中，无机固态电解质的含量依次减少，聚合物电解质的含量依次增加。

2.如权利要求1所述的多层结构复合固态电解质膜，其特征在于，所述多孔支撑骨架为纤维素无纺膜、聚乙烯无纺膜、聚丙烯无纺膜、玻璃纤维无纺膜、聚四氟乙烯无纺布、海藻纤维无纺膜、芳纶无纺膜、聚芳砜酰胺无纺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺无纺膜中的一种。

3.如权利要求1所述的多层结构复合固态电解质膜，其特征在于，所述聚合物电解质含有聚合物基体和锂盐，所述聚合物基体为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸亚乙烯酯、聚氰基丙烯酸酯、聚马来酸酐、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯亚胺、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚环氧乙烷甲基醚甲基丙烯酸酯、聚乙烯乙二醇、聚二丙烯酸酯、聚乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙烯乙二醇单甲醚、聚乙烯乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚-2-甲基丙烯酸乙氧基乙酯、聚乙烯乙二醇二甲醚、聚-2-乙烯基吡啶、聚醚酰亚胺中的至少一种，所述锂盐为二草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。

4.一种如权利要求1所述的多层结构复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将聚合物电解质溶解于溶剂中，制备电解质浆料；

2）将电解质浆料灌注于多孔支撑骨架的孔结构中，干燥，得到支撑骨架层；

3）将含有无机固态电解质的无机电解质浆液涂布于支撑骨架层的一侧表面上，干燥，形成无机电解质层；

将含有聚合物电解质的聚合物电解质浆液涂布于支撑骨架层的另一侧表面上，干燥，形成聚合物电解质层。

5.一种固态电池，包括正极、负极和电解质膜，其特征在于，所述电解质膜包括无机电解质层和聚合物电解质层，还包括支撑骨架层，无机电解质层复合在所述支撑骨架层的正极侧表面，聚合物电解质层复合在所述支撑骨架层的负极侧表面，支撑骨架层包括多孔支撑骨架，多孔支撑骨架的孔结构内填充电解质材料；所述无机电解质层中含有无机固态电解质和聚合物电解质，聚合物电解质的质量含量不大于20%；所述聚合物电解质层为无机固态电解质和聚合物电解质组成的复合电解质，复合电解质中，无机固态电解质的质量含量不大于20%；在无机电解质层、支撑骨架层、聚合物电解质层中，无机固态电解质的含量依次减少，聚合物电解质的含量依次增加。