[发明专利]全固态复合型聚合物电解质及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.全固态复合型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1. 制备聚合物基质膜：将第一聚合物与溶剂均匀混合后，采用相转化法制成薄膜，即得到具有若干紧密排列的垂直通孔的聚合物基质膜；

S2. 制备聚合物电解质薄层：将无机粉料、锂盐、第二聚合物以及适量助剂逐步加入溶剂中，在充满氩气的手套箱内搅拌形成聚合物电解质，随后在控制水分、氧分的环境中刮涂成膜，于室温静置后进行真空干燥，即得到聚合物电解质薄层；

S3. 热压浸渍制备复合固态电解质：将S2制得的聚合物电解质薄层置于S1中聚合物基质膜的上部，在100-350℃的真空烘箱中将所述聚合物电解质熔化热压入聚合物基质膜的垂直通孔中。

2.如权利要求1所述的全固态复合型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述制备聚合物基质膜的步骤为：（1）将第一聚合物溶解在溶剂A中，搅拌得到均匀成膜溶液；（2）将成膜溶液刮涂于平板表面，形成薄膜；（3）将表面有薄膜的平板置于溶剂B中浸泡1-10h后取出，进行干燥处理，得到聚合物基质膜；所述溶剂A和溶剂B不同。

3.如权利要求2所述的全固态复合型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述成膜溶液中第一聚合物的浓度为5-20%；所述第一聚合物的分子量为10000-1000000；所述第一聚合物和第二聚合物各自独立地为聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲醛、聚环氧丙烷、聚碳酸乙烯酯、聚乙烯乙酸酯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、和纤维素中的一种或其中几种的共聚物或共混物；所述溶剂A和溶剂B选自乙醇、丙酮、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基二酰胺、二甲基亚砜、乙腈、四氢呋喃、去离子水、环丁砜中的一种或几种。

4.如权利要求3所述的全固态复合型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述第一聚合物和第二聚合物相同；或者所述第一聚合物和第二聚合物不同。

5.如权利要求1所述的全固态复合型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述第二聚合物与锂盐的锂氧比为10-20；所述第二聚合物与无机粉料的质量比为（80-100）：（1-20）。

6.如权利要求1所述的全固态复合型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述无机粉料为惰性填料纳米SiO₂、Al₂O₃、TiO₂颗粒、BaTiO₃、分子筛中的一种或几种，或者为活性填料LiAlO₂、LLZTO、LAGP、LLTO、LGPS中的一种或几种；所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、草酸二氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双丙二酸硼酸、丙二酸草酸硼酸锂中的一种或几种；所述助剂为甲氧基聚乙二醇硼酸酯、甲氧基聚乙二醇铝酸酯、丁二腈、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、四乙二醇二甲醚中的一种或几种；所述溶剂为乙腈、四氢呋喃、去离子水、丙酮、甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基二酰胺、乙酸乙酯、环丁砜中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的全固态复合型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，步骤S2中，于室温静置1-10h后进行真空干燥，真空干燥的温度为25-100℃，时间为24-48h；步骤S3中熔化热压的时间为10-24h。

8.如权利要求1所述的全固态复合型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，步骤S3处理后，聚合物基质膜表面还剩余有聚合物电解质。

9.全固态复合型聚合物电解质，其由权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到。

10.一种全固态锂离子电池，包括正极、负极和介于所述正极和负极之间的电解质，其特征在于，所述电解质为权利要求9所述的全固态复合型聚合物电解质。