[发明专利]一种固态电解质及其制备方法、应用

说明书

本发明适用于锂离子电池材料领域，提供了一种固态电解质及其制备方法、应用，其中，所述电解质包括以下组分：无机填料、有机填料、聚合物基体以及锂盐；所述无机填料与聚合物基体的质量比为(0.2～1):1；有机填料与聚合物基体的质量比为(0.1～1.5):1；聚合物基体与锂盐的摩尔比为(8～30):1；所得固态电解质，可发挥提高锂离子电导率、降低电极/电解质界面电阻和机械强度的多重功能；有效提高了室温离子电导率，高达10^‑3S cm^‑1；有效避免了电极/电解质间界面电阻问题，保证了固态电解质在室温环境下工作或室温工作时具有优异的循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，尤其涉及一种固态电解质及其制备方法、应用。

背景技术

传统商业锂离子电池以液态有机溶剂作为电解液，易泄漏或造成燃烧甚至爆炸等安全事故，已日渐不能满足现代社会的需求。面对我国日益增长的新能源储能和智能电网等需求，发展高安全性、高能量密度和长寿命的储能技术迫在眉睫，其中，以固态电解质代替有机电解液的全固态电池，因其具有灵活性、加工性好和高度安全等特点，近年来受到了学术界和产业界的广泛关注。尽管固态电解质具有诸多优点，但其在室温下具有离子电导率低以及与电极之间较大的界面电阻，阻碍了其商业化进程。

现有的技术方案中存在的问题：(1)室温离子电导率低；(2)固态电解质与电极间的界面电阻较大。这些缺点导致固态电解质无法在室温环境下工作或室温工作时循环性能不好，电池容量下降快。

发明内容

本发明实施例提供一种固态电解质，旨在解决现有的固态电解质与电极间的界面电阻较大，且室温离子电导率低，导致固态电解质无法在室温环境下工作或室温工作时循环性能不好，电池容量下降快的技术问题。

本发明实施例是这样实现的，一种固态电解质，所述电解质包括以下组分：无机填料、有机填料、聚合物基体以及锂盐；

所述无机填料与聚合物基体的质量比为(0.2～1):1；有机填料与聚合物基体的质量比为(0.1～1.5):1；聚合物基体与锂盐的摩尔比为(8～30):1。

本发明实施例还提供了一种固态电解质的制备方法，所述方法包括：

按量称取聚合物基体，并溶解入乙腈溶剂中，得第一混合液；

按量称取锂盐，并加入所述第一混合液中，搅拌均匀，得第二混合液；

按量称取无机填料，并加入所述第二混合液中，搅拌均匀，得第三混合液；

按量称取有机填料，并加入所述第三混合液中，搅拌均匀，得第四混合液；

将所述第四混合液倒入聚四氟乙烯模具中，真空干燥，即得。

本发明实施例还提供了一种锂电池，所述锂电池由正极、负极以及位于正极和负极之间的电解质组成，所述电解质为上述固态电解质和/上述制备方法所得到的固态电解质。

本发明实施例提供的技术方案通过有机填料与无机填料的双填料体系结合聚合物基体以及锂盐在特定比例下所得到的固态电解质，发挥提高锂离子电导率、降低电极/电解质界面电阻和机械强度的多重功能；有效提高了室温离子电导率，可高达10^-3S cm^-1；有效避免了电极/电解质间界面电阻问题，保证了固态电解质在室温环境下工作或室温工作时具有优异的循环性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的固态电解质的锂离子电导率随温度升高的变化曲线图；

图2是本发明实施例提供的全固态锂离子电池的循环倍率性能测试的结果示意图。

具体实施方式