[发明专利]一种高离子电导率复合固体电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种高离子电导率复合固体电解质，包括三维多孔陶瓷以及填充于三维多孔陶瓷的孔隙内的聚合物，其中三维多孔陶瓷与聚合物的质量比为(4～9):(6～1)，三维多孔陶瓷的孔径为1μm～30μm。

2.根据权利要求1所述的高离子电导率复合固体电解质，其特征在于，所述三维多孔陶瓷为LLZO陶瓷、LLTO陶瓷、LATP陶瓷或LAGP陶瓷。

3.根据权利要求1所述的高离子电导率复合固体电解质，其特征在于，所述聚合物为聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。

4.一种高离子电导率复合固体电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将陶瓷粉体、分散剂加入去离子水中，混合均匀后，加入粘结剂和交联剂，得到水基陶瓷浆料；其中，所述分散剂、陶瓷粉料、粘结剂、交联剂的质量比为(0.5～5)：(20～1000)：(1～10)：(0.5～10)；

步骤2、将模板浸入步骤1得到的水基陶瓷浆料中充分浸润，然后取出固化并干燥；

步骤3、将步骤2得到的样品煅烧，煅烧温度为300～700℃，时间为2～8h，得到煅烧后的多孔结构；然后继续升温至800～1200℃烧结8～24h，得到骨架致密的三维多孔陶瓷电解质；

步骤4、将步骤3得到的三维多孔陶瓷电解质浸泡于聚合物电解质溶液中，取出干燥，得到所述高离子电导率复合固体电解质。

5.根据权利要求4所述的高离子电导率复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤2所述模板为纤维素有机模板、纤维素聚酯类复合模板、生物有机模板、碳纤维模板或塑料模板。

6.根据权利要求4所述的高离子电导率复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤2所述固化和干燥的温度为20～80℃，湿度为30％～80％。

7.根据权利要求4所述的高离子电导率复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤4所述的聚合物电解质溶液是将聚合物、锂盐溶于有机溶剂中，配制得到的；其中，聚合物、锂盐、有机溶剂的质量比为(1～5)：(0.2～2)：(10～50)，聚合物为聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中任意一种型号或衍生物，锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂或双三氟甲基磺酰亚胺锂，有机溶剂为乙腈、丙酮或丁酮。

8.根据权利要求4所述的高离子电导率复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤1所述分散剂为水溶性聚丙烯酸盐、水溶性聚异丁烯马来酸铵盐中的一种或几种。

9.根据权利要求4所述的高离子电导率复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤1所述粘结剂为水溶性异丁烯马来酸酐、大分子多糖、琼脂、环氧树脂或聚丙烯酰胺；所述交联剂为水溶性异丁烯马酸酐衍生物、多胺、聚丙烯酸及其衍生物。

10.根据权利要求4所述的高离子电导率复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤1所述陶瓷粉体为LLZO陶瓷粉料、LLTO陶瓷粉料、LATP陶瓷粉料或LAGP陶瓷粉料。