[发明专利]一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜，其特征在于，该薄膜是由10wt％～40wt％的NASICON型固态电解质粉体、45wt％～75wt％的聚合物和15wt％～35wt％锂盐经溶液铸膜法制备而成。

2.根据权利要求1所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述NASICON型固态电解质粉体成分为Li_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃，其中M＝Ti、Ge。

3.根据权利要求1所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述聚合物为PVDF、PVDF-HFP中的一种或两种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述锂盐为LiTFSI、LiFSI、LiClO₄中的一种或几种的混合物。

5.如权利要求1～4任意一项权利要求所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，该制备方法按以下步骤进行：

一、将NASICON型固态电解质粉体超声分散于溶剂中，得到固态电解质分散液；

二、①在搅拌状态下，将聚合物加入到溶剂中，加热搅拌至聚合物溶解，得到聚合物溶液；②在搅拌状态下，将锂盐加入到溶剂中，加热搅拌至锂盐溶解，得到锂盐溶液；③将步骤①得到的聚合物溶液与步骤②得到的锂盐溶液混合均匀，得到混合溶液；

三、在搅拌状态下，将步骤一得到的固态电解质分散液加入到步骤二得到的混合溶液中，加热搅拌至分散均匀，得到浆料；

四、将步骤三得到的浆料涂布在基体上，真空干燥，得到复合电解质薄膜前驱体；

五、将步骤四得到的复合电解质薄膜前驱体浸润在电解液中，浸润后用吸液纸将复合电解质薄膜前驱体上下表面的电解液吸干，干燥后，得到基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜。

6.根据权利要求5所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述溶剂为乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合物；步骤一中所述固态电解质分散液中NASICON型固态电解质粉体的浓度为0.05g/mL～0.1g/mL。

7.根据权利要求5所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤二①中所述聚合物的质量与溶剂的体积的比为(0.1～0.3)g：1mL；步骤二②中所述锂盐的质量与溶剂的体积的比为(0.1～0.3)g：1mL；步骤二①中在50～70℃下加热搅拌10h～12h；步骤二②中在50～70℃下加热搅拌5h～6h；步骤二①和②中所述溶剂相同，均为乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求5所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤四中涂布厚度为100μm～200μm；所述真空干燥的过程为先在60℃下真空干燥12h，再在80℃下真空干燥12h。

9.根据权利要求5所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤五中所述电解液为LiPF₆的EC/DMC电解液或LiTFSI的PC电解液；浸润时间为5min～10min。

10.根据权利要求9所述的一种基于NASICON型电解质的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，所述LiPF₆的EC/DMC电解液的浓度为0.8mol/L～1.2mol/L；所述LiTFSI的PC电解液的浓度为0.8mol/L～1.2mol/L。