[发明专利]一种固态电解质及其制备方法、固态电池和电子设备

说明书

本发明实施例涉及一种柔性陶瓷基复合固态电解质及其制备方法、固态电池和电子设备，所述柔性陶瓷基复合固态电解质包括无机固态电解质陶瓷基体、具有导锂能力的有机添加剂和锂盐；所述无机固态电解质陶瓷基体由含有无机固态电解质和粘结剂的材料经干法制备而成；所述具有导锂能力的有机添加剂和锂盐填充于所述无机固态电解质陶瓷基体内。所述柔性陶瓷基复合固态电解质具有很好的柔性，而且离子电导率较高，电化学稳定性好，同时还具备较好的界面稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种柔性陶瓷基复合固态电解质及其制备方法、柔性固态电池及电子设备。

背景技术

陶瓷基复合电解质是当前固态电池开发的热点。现有技术中，采用陶瓷粉体与有机聚合物填料混合的方法制备的陶瓷基复合固态电解质，虽然在一定程度上获得了柔性，改善了电解质与锂负极接触的界面，但是离子电导率降低明显，颗粒容易团聚阻碍锂离子的传输；通过在无机陶瓷片表面采用导锂有机物修饰界面的方法制备的陶瓷基复合固态电解质，虽然发挥了无机电解质的离子电导率的优势，也在一定程度上优化了界面性能，但电解质厚度较大，且质脆，不具备柔性，同时，有机导锂界面层会降低整体的离子电导率，影响电池的整体能量密度。

专利文献CN109075384A、CN107394255A、CN103151557A、CN108963327A和CN106935903A均利用无机材料作为填料，或者以聚合物基体为主体制备聚合物基复合固态电解质，或者以凝胶为基体制备凝胶基复合电解质，前者虽然一定程度上对电导率、热稳定性、电化学稳定性有所提高，但是整体的电导率仍然偏低，室温应用受阻，后者则存在较为严重的安全性问题、机械强度问题以及与锂金属的兼容性问题。

专利文献CN107369848A、CN107452983A、CN108336402A利用无机固态电解质为基体，较好的发挥了无机导锂材料的优势，一定程度上对复合电解质与锂负极问题有所改善，但是柔性差、机械性能不足或者制备工艺复杂，无法有效地解决与锂负极界面问题。

可见，现有技术中缺乏柔性好、离子电导率高、电化学稳定性好、并且界面稳定性好的固态电解质。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明实施例提出以下技术方案。

根据本发明的第一个方面，本发明实施例提出一种柔性陶瓷基复合固态电解质。

<1>一种柔性陶瓷基复合固态电解质，包括无机固态电解质陶瓷基体、具有导锂能力的有机添加剂和锂盐；

所述无机固态电解质陶瓷基体由含有无机固态电解质和粘结剂的材料经干法制备而成；

所述具有导锂能力的有机添加剂和锂盐填充于所述无机固态电解质陶瓷基体内。

<2>如<1>所述的柔性陶瓷基复合固态电解质，所述无机固态电解质陶瓷基体由无机固态电解质和粘结剂经干法制备而成。

<3>如<1>或<2>所述的柔性陶瓷基复合固态电解质，基于所述复合固态电解质的总重量，所述无机固态电解质的质量分数为70％-95％。

<4>如<1>或<2>所述的柔性陶瓷基复合固态电解质，基于所述复合固态电解质的总重量，所述粘结剂的质量分数为1％-20％。

<5>如<1>或<2>所述的柔性陶瓷基复合固态电解质，基于所述复合固态电解质的总重量，所述具有导锂能力的有机添加剂的质量分数为1％-30％。

<6>如<1>或<2>所述的柔性陶瓷基复合固态电解质，基于所述复合固态电解质的总重量，所述锂盐的质量分数为1％-30％。