[发明专利]一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述三维纳米骨架复合凝胶电解质材料由添加了锂盐和增塑剂的聚合物电解质溶液灌入纳米Li_1.5Al_0.5Ti_1.5(PO₄)₃(LATP)骨架中形成。

2.一种三维纳米骨架复合凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)利用溶胶-凝胶法制备Li_1.5Al_0.5Ti_1.5(PO₄)₃水凝胶前驱体，将水凝胶刮涂在陶瓷板上，干燥后煅烧，即可得到纳米LATP薄层；

(2)将聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、锂盐与N，N-二甲基甲酰胺(DMF)混合，搅拌使之成为均质粘稠的混合溶液；

(3)将步骤(2)得到的混合溶液滴入步骤(1)得到的纳米LATP薄层中，并刮涂成厚度均匀的湿膜；

(4)湿膜在常温下真空干燥即可得到三维纳米骨架复合凝胶电解质材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)的质量之比为(1～2):(1～2):1。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述PVDF-HFP、EC+DMC+DEC、DMF的质量之比为(1～2)：(1～2)：(4～6)。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所锂盐相对于EC+DMC+DEC的浓度为1～3mol/L；所述锂盐为六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、高氯酸锂(LiClO₄)中的一种。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥的温度和时间分别为60～100℃、12～24h；煅烧的温度和时间分别为580～620℃、3～6h。

7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述真空干燥的时间为48h。

8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述纳米LATP薄层的厚度为40～60μm；所述三维纳米骨架复合凝胶电解质材料的厚度为60-90μm。

9.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)得到的三维纳米骨架复合凝胶电解质材料切片成直径为19mm的圆片可直接用作锂离子电池的电解质。

10.根据权利要求2-9任意一项所述的制备方法制备得到的三维纳米骨架复合凝胶电解质材料在锂离子电池中的应用。