[发明专利]一种层状复合固态电解质薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种层状复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述的层状复合固态电解质薄膜由聚合物固态电解质主体层和柔性聚合物固态电解质修饰层组成，室温离子电导率为10^-4～10^-3S/cm，电化学窗口4～5V，拉伸强度为10～40MPa。

2.如权利要求1所述的一种层状复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述的柔性聚合物固态电解质修饰层中的柔性聚合物为聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丁烯酯和聚双酚A碳酸酯中的一种；所述的柔性聚合物固态电解质修饰层中的锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂和六氟磷酸锂中的一种；所述柔性聚合物固态电解质修饰层中的填料为锂镧锆氧、钽掺杂锂镧锆氧、铝掺杂锂镧锆氧、氧化铝和氟化铝中的一种。

3.如权利要求1所述的一种层状复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述的柔性聚合物固态电解质修饰层中的锂盐占所述聚合物的5～20％，所述的柔性聚合物固态电解质修饰层中的填料质量占所述聚合物的10～25％。

4.如权利要求1所述的一种层状复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述的聚合物固态电解质主体层中的聚合物为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚偏氯乙烯中的一种；所述的聚合物固态电解质主体层中的锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂和六氟磷酸锂中的一种；所述的聚合物固态电解质主体层中的填料为锂镧锆氧、钽掺杂锂镧锆氧、铝掺杂锂镧锆氧和锂镧钛氧中的一种。

5.如权利要求1所述的一种层状复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述的聚合物固态电解质主体层中的锂盐占所述聚合物的20～50％；所述的聚合物固态电解质主体层中的填料质量占所述聚合物的5～25％。

6.如权利要求1所述的一种层状复合固态电解质薄膜，其特征在于所述的柔性聚合物固态电解质修饰层的膜厚度为5～20微米，聚合物固态电解质主体层的膜厚度为10～50微米。

7.如权利要求1所述的一种层状复合固态电解质薄膜，其特征在于，制备过程的具体步骤如下：

(1)将主体层聚合物和修饰层聚合物分别溶解于溶剂中，50℃水浴加热4～6h，形成聚合物浓度为0.05～0.5g/mL的均匀溶胶；将锂盐、填料依次分散于主体层和修饰层的聚合物溶液中，搅拌均匀；

(2)将步骤(1)中制备的主体层聚合物固态电解质的均匀溶胶在平板载体上进行成膜，自然干燥后得到湿膜；

(3)待主体层聚合物固态电解质完全干燥后，将步骤(1)中制备的修饰层柔性聚合物固态电解质的均匀溶胶涂覆在主体层上面得到修饰层柔性聚合物固态电解质湿膜；

(4)待修饰层柔性聚合物固态电解质湿膜自然干燥后，转移至干燥箱中鼓风烘干，得到层状复合固态电解质薄膜。

8.如权利要求7所述的一种层状复合固态电解质薄膜制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和丙酮中的一种；步骤(2)中，成膜的方式为刮涂、喷涂和辊涂中的一种方式；自然干燥时间为30～60min；湿膜厚度为100～400微米。

9.如权利要求7所述的一种层状复合固态电解质薄膜制备方法，其特征在于，步骤(3)中，涂覆方式为刮涂、喷涂和辊涂中的一种方式；湿膜厚度为50～300微米；步骤(4)中，自然干燥时间为30～60分钟；鼓风烘干温度为80℃～100℃，时间为20～36h。