[发明专利]一种安全型电解质及其制备方法和固态电池

权利要求书

1.一种安全型电解质，其特征在于：包括具有多孔结构的聚合物电解质骨架、以及填充在所述的聚合物电解质骨架中的阻燃性液态电解质，其中，所述的聚合物电解质骨架包括含有磺酸基的嵌段聚合物、粘结剂以及锂盐，所述的粘结剂为聚偏氟乙烯和/或聚偏氟乙烯-六氟丙烯；所述的锂盐为二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂，将所述的含有磺酸基的嵌段聚合物、所述的粘结剂、所述的锂盐和溶剂混合反应，然后浇筑成膜，干燥制得所述的具有多孔结构的聚合物电解质骨架，所述的嵌段聚合物为聚苯醚，所述的聚苯醚为聚苯乙烯和聚醚胺的嵌段聚合物，所述的嵌段聚合物制备方法包括将聚苯乙烯单体磺化后，加入聚醚胺，所述的阻燃性液态电解质为第一类阻燃性液态电解质、第二类阻燃性液态电解质或第三类阻燃性液态电解质，所述的第一类阻燃性液态电解质包括锂盐、有机溶剂和阻燃性添加剂，所述的第一类阻燃性液态电解质中，所述的阻燃性添加剂为2-乙氧基-2、4、4、6、6-五氟三聚磷腈、(三甲基硅基)亚磷酸盐、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一种或多种；所述的第二类阻燃性液态电解质包括咪唑盐类离子液体；所述的第三类阻燃性液态电解质包括锂盐和共溶剂，其中，所述的共溶剂包括有机溶剂和官能化硅烷衍生物，所述的官能化硅烷衍生物为3-氰丙基)二甲基氟硅烷和/或3-(2-(三甲硅基)乙氧基)丙腈，所述的有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶剂。

2.根据权利要求1所述的安全型电解质，其特征在于：所述的第一类阻燃性液态电解质中，所述的锂盐为六氟磷酸锂，所述的锂盐的浓度为0.8～1.2mol/L，所述的有机溶剂为体积比为1:0.8～1.2:0.8～1.2的碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯的混合溶剂；所述的阻燃性添加剂占所述的第一类阻燃性液态电解质总质量的1～5％。

3.根据权利要求1所述的安全型电解质，其特征在于：所述的咪唑盐类离子液体为EMI-(CF₃SO₂)₂N、EMI-CF₃SO₃类、EMI-BF₄中的一种。

4.根据权利要求1所述的安全型电解质，其特征在于：所述的第三类阻燃性液态电解质中，所述的锂盐为六氟磷酸锂，所述的锂盐的浓度为0.8～1.2mol/L，所述的碳酸乙烯酯、所述的碳酸二甲酯和所述的官能化硅烷衍生物的体积比为1:0.8～1.2:0.8～1.2。

5.根据权利要求1所述的安全型电解质，其特征在于：所述的阻燃性液态电解质的质量为所述的聚合物电解质骨架质量的0.5～2倍。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述的安全型电解质的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、将聚苯乙烯单体磺化后，加入聚醚胺，经酸碱中和反应制得含有磺酸基的嵌段聚合物；

(2)、将所述的含有磺酸基的嵌段聚合物、粘结剂、锂盐和溶剂混合反应，然后浇筑成膜，干燥制得所述的具有多孔结构的聚合物电解质骨架；

(3)、将所述的阻燃性液态电解质加入所述的具有多孔结构的聚合物电解质骨架中，得到所述的安全型电解质。

7.一种固态电池，包括正极、负极，其特征在于：所述的固态电池还包括设置在所述的正极和所述的负极之间的如权利要求1至5中任一项所述的安全型电解质。

8.根据权利要求7所述的固态电池，其特征在于：所述正极包括S、Li₂S、LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiCo₂O₄、LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O₂中的一种或几种，其中，0≤x≤1，0≤y≤1。