[发明专利]聚碳酸酯全固态电解质和聚碳酸酯全固态电解质复合膜及其制备方法与锂离子电池

权利要求书

1.一种聚碳酸酯全固态电解质，其特征在于，该聚碳酸酯全固态电解质包括聚碳酸酯、无机陶瓷快离子导体填料和锂盐，所述无机陶瓷快离子导体填料由Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂和Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃组成。

2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯全固态电解质，其中，Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂和Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃的重量比为0.25-4：1，优选为0.3-3：1，进一步优选为0.5-2：1。

3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯全固态电解质，其中，以所述聚碳酸酯全固态电解质的总重量为基准，所述聚碳酸酯的重量含量为35-90％，优选为40-80％，进一步优选为50-70％；所述无机陶瓷快离子导体填料的重量含量为0.5-50％，优选为2-40％，进一步优选为5-20％；所述锂盐的重量含量为9-50％，优选为18-50％，进一步优选为25-40％。

4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯全固态电解质，其中，所述聚碳酸酯为聚碳酸烯烃酯，优选为聚碳酸低碳烯烃酯，进一步优选为聚碳酸乙烯酯和/或聚碳酸丙烯酯。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的聚碳酸酯全固态电解质，其中，所述锂盐为双三氟甲基磺酸亚胺锂、六氟磷酸锂、双氟代磺酰亚胺锂、高氯酸锂、四氟磷酸锂、二氟磷酸锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的一种或多种；优选为六氟磷酸锂和/或双三氟甲基磺酸亚胺锂。

6.一种聚碳酸酯全固态电解质复合膜，其特征在于，该聚碳酸酯全固态电解质复合膜包括聚碳酸酯全固态电解质膜和多孔支撑材料层；所述聚碳酸酯全固态电解质膜的材质为权利要求1-5中任意一项所述的聚碳酸酯全固态电解质；

所述多孔支撑材料层优选为植物纤维素膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜和玻璃纤维膜中的一种或多种，优选为植物纤维素薄膜和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，进一步优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；

优选地，所述聚碳酸酯全固态电解质复合膜的厚度为80-350μm，所述聚碳酸酯全固态电解质膜的厚度为60-200μm。

7.权利要求1-5中任意一项所述的聚碳酸酯全固态电解质的制备方法，包括以下步骤：

1)将所述聚碳酸酯和所述锂盐与有机溶剂混合，得到混合溶液；

2)向所述混合溶液中加入所述无机陶瓷快离子导体填料，形成悬浊液；

3)将所述悬浊液进行干燥，得到所述聚碳酸酯全固态电解质。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，步骤3)包括：

3-1)使用溶液浇铸法将所述悬浊液涂覆在载体上，形成液态薄膜；

3-2)将所述液态薄膜进行真空干燥，得到所述聚碳酸酯全固态电解质。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，

步骤1)中，所述混合溶液中溶质的质量浓度为10-40％；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈和丙酮中的一种或多种，优选为乙腈和/或N,N-二甲基甲酰胺，进一步优选为N,N-二甲基甲酰胺；

步骤1)包括：将所述聚碳酸酯和所述锂盐与有机溶剂混合，充分搅拌使聚碳酸酯和锂盐完全溶解，得到混合溶液；所述搅拌优选在40℃-75℃下进行；

步骤2)包括：向所述混合溶液中加入所述无机陶瓷快离子导体填料，超声分散，搅拌均匀，形成悬浊液；所述搅拌优选在40℃-75℃下进行；

步骤3)中，所述真空干燥的温度为25-80℃，时间为12-48小时。