[发明专利]一种固态电解质及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种固态电解质及其制备方法和用途，所述固态电解质包含无机固态电解质层和位于其表面的聚合物固态电解质层，所述聚合物固态电解质层的粗糙度Ra为0.01‑1μm；本发明所述固态电解质采用上述设计解决了无机固态电解质层的表面粗糙度高，且不易调节的问题，同时由本发明所述固态电解质组装得到的全固态电池具有更加优异的一致性；本发明所述固态电解质的制备过程中通过将特定粘度的固态电解质浆料涂覆在无机固态电解质层的表面，干燥，得到所述固态电解质，其有利于得到满足上述粗糙度要求的固态电解质，且避免影响固态电解质的性能。

技术领域

本发明属于电池材料领域，涉及一种固态电解质及其制备方法和用途。

背景技术

目前，液体电解质锂电池已经得到了广泛的应用，但液体电解质锂电池存在能量密度不高、安全性差的问题，因此，固态电池被认为是下一代具有产业化价值的锂电池。但界面问题是固态锂电池推广使用的最大问题。在实际使用过程中，界面问题会导致一系列不利后果，比如：负极的膨胀会导致固态电解质与负极发生脱落，也有研究证实，界面会影响电池的一致性。

对于电极和固态电解质之间的界面问题，现有的做法可以是通过调整电极表面的粗糙度来实现，因为电极的粗糙度的可操作可调控性较强，而固态电解质由于厚度较薄，目前常规的喷砂工艺对200微米以下的固态电解质膜进行加工依然存在容易翘边的问题，这使得对表面粗糙度的调整变得更为困难。

CN110429332A公开了一种无机固态电解质片的制备方法，其包括：将无机电解质材料依次进行研磨处理和热处理，获得无机电解质粉体；将所述无机电解质粉体压制成型为无机电解质片体，对所述无机电解质片体进行激光选区融化/烧结处理，制备获得所述无机固态电解质片；CN109786816A公开了一种复合固态电解质及其制备方法，包括无机固态电解质和聚合物电解质，无机固态电解质为多孔结构，无机固态电解质的孔隙率低于30％，内部设置有由颗粒相互连接导通构成的连续锂离子通道，聚合物电解质设置在无机固态电解质之间用于填隙，聚合物电解质在复合固态电解质中的占比小于30％，此方案中聚合物电解质作为填隙材料，主要用于改善复合固态电解质整体的柔韧性，并降低与正负极片间固固接触界面的阻抗，但上述文献并未提到如何改进固态电解质表面的粗糙度，且其中提及的复合固态电解质有机相和无机相并不是分层结构，而是作为混合物形成均一的体相，并不能解决表面粗糙度的问题，且存在需搅拌混合均匀的问题。

因此，开发一种应用于固态电池具有一致性好、且表面粗糙度易于调整的固态电解质及其表面粗糙度的调整方法十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态电解质及其制备方法和用途，所述固态电解质包含无机固态电解质层和位于其表面的聚合物固态电解质层，所述聚合物固态电解质层的粗糙度Ra为0.01-1μm；本发明所述固态电解质采用上述设计解决了无机固态电解质层的表面粗糙度高，且不易调节的问题，同时由本发明所述固态电解质组装得到的全固态电池具有更加优异的一致性；本发明所述固态电解质的制备过程中通过将特定粘度的固态电解质浆料涂覆在无机固态电解质层的表面，干燥，得到所述固态电解质，其有利于得到满足上述粗糙度要求的固态电解质，且避免影响固态电解质的性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种固态电解质，所述固态电解质包括无机固态电解质层和位于其表面的聚合物固态电解质层，所述聚合物固态电解质层的粗糙度Ra为0.01-1μm，例如0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm或0.9μm等。

本发明所述固态电解质中在无机固态电解质层上的表面设置聚合物固态电解质层，并控制聚合物固态电解质层的粗糙度Ra为0.01-1μm，其一方面解决了现有固态电解质因厚度较薄，难以通过传统喷砂工艺调整其粗糙度，进而造成固体电解质粗糙度难以调节的问题，同时，采用本发明所述固态电解质得到的固态电池具有更高的一致性。