[发明专利]一种氟化添加剂增强稳定性的复合固态电解质及制备方法

说明书

本发明提供一种氟化添加剂增强稳定性的复合固态电解质及制备方法，其包括步骤：在聚合物模板溶液中加入前驱体，加入盐酸形成溶胶；将溶胶倒入模具中，得到凝胶前驱体；将凝胶前驱体煅烧得到一次氧化物固态电解质；将聚合物粘结剂溶解于水溶液中，加入一次氧化物固态电解质并搅拌，得到氧化物‑聚合物复合片，其煅烧得到二次氧化物固态电解质；将二次氧化物固态电解质与聚合物固态电解质、锂盐混合均匀，倒入模具得到聚合物‑氧化物复合固态电解质，其与氟化添加剂通过辊压的方式均匀混合，得到复合固态电解质。本发明引入氟代碳酸乙烯酯来使复合固态电解质在电池循环过程中形成富含氟化锂的界面层，增强了复合固态电解质对金属锂的稳定性。

技术领域

本发明涉及锂电池材料领域，尤其涉及一种氟化添加剂增强稳定性的复合固态电解质及其制备方法。

背景技术

锂电池因具有比能量高、无记忆效应、使用寿命长、工作电压高以及环境友好等优点，已成为当今新能源和新材料研究的一个重点。锂电池作为动力电池广泛应用于新能源汽车，然而现使用的液态电解质与高能量密度电极时，容易产生隔膜损坏、导致正负极相互接触发生短路使得电池内部温度急剧升高、从而引燃电解液甚至发生爆炸等安全性问题。目前还没有一种材料能够完全解决汽车动力系统所需要的高能量密度锂电池所需要的安全的标准。

解决锂电池安全问题的一大突破口为电解质。用全固态电解质取代电解液，是目前国内外的重点研究方向。由于完全取代了传统可燃电解液的使用，全固态电解质在使用上有着更高的安全性，有利于高能量密度锂电池的推广应用。全固态电解质的优点在于高机械强度和高安全性，但是氧化物型固态电解质锂离子传导率较低(大多数集中在10^-5S·cm^-1左右)、硫化物型固态电解质锂离子传导率高(10^-3S·cm^-1～10^-2S·cm^-1)却制备保存条件十分苛刻、聚合物固态电解质对金属锂的电化学稳定性较低、无机固态电解质与电极的固-固界面接触性能差等这些缺点制约了全固态电解质的应用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种氟化添加剂增强稳定性的复合固态电解质及其制备方法，旨在解决现有技术中固态电解质对金属锂电化学稳定性差、固-固界面接触等问题。

本发明的技术方案如下：

一种氟化添加剂增强稳定性的复合固态电解质的制备方法，其中，包括以下步骤：

A、将聚合物模板加入到水溶液中，然后进行加热搅拌溶解，得到聚合物溶液；其中所述聚合物模板具有羟基官能团；

B、在所述聚合物溶液中，加入硝酸锂、六水硝酸镧、二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛，并搅拌均匀，得到混合液，再加入酸形成溶胶；

C、将上述溶胶倒入模具中，干燥得到凝胶前驱体；

D、将上述凝胶前驱体在空气条件下进行煅烧，得到一次氧化物固态电解质；

E、将聚合物粘结剂加热溶解于水溶液中，然后加入一次氧化物固态电解质并搅拌均匀，干燥得到氧化物-聚合物复合片；

F、将上述氧化物-聚合物复合片进行煅烧并保温，得到二次氧化物固态电解质；

G、将上述二次氧化物固态电解质与聚合物固态电解质、锂盐在溶剂中搅拌混合均匀，倒入模具在空气中干燥得到聚合物-氧化物复合固态电解质；

H、将上述聚合物-氧化物复合固态电解质与氟化添加剂通过辊压的方式均匀混合，得到复合固态电解质。

进一步地，步骤A中，所述加热温度为50～80℃，搅拌溶解的时长为0.5～2h；