[发明专利]一种高性能固体电解质复合膜的制备方法及应用

权利要求书

1.一种高性能固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于具体过程包括以下步骤：

(1)将无机固体电解质粉体、化合物单体和缓冲剂在溶剂中混合，以200～1000r/min的转速搅拌10分钟获得均匀的混合物，其中无机固体电解质粉体、化合物单体和缓冲剂的质量浓度分别为5～200、2～10和5～30g/L；

(2)在步骤(1)得到的混合物中加入5～50g/L的氧化剂，在200-1000r/min的转速下于室温匀速搅拌0.5～6h，使化合物单体在无机固体电解质粉体表面氧化聚合；

(3)将步骤(2)的反应产物依次进行离心、洗涤、烘干处理，得到包覆的无机固体电解质粉体；

(4)将包覆的无机固体电解质粉体与锂盐、聚合物电解质以及溶剂混合、涂布得到厚度为30～100μm的高性能固体电解质复合膜，其中锂盐和聚合物电解质的质量比为1：2～4；包覆的固体电解质粉体与聚合物电解质的质量比为1：2～10。

2.根据权利要求1所述高性能固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述机固体电解质粉体为氧化物固体电解质、硫化物固体电解质、卤化物固体电解质中的一种。

3.根据权利要求1所述高性能固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述化合物单体为含酚羟基或氨基官能团的化合物，包括二羟苯丙氨酸、表儿茶素、多巴胺、茶黄素中的一种。

4.根据权利要求1所述高性能固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述缓冲剂为三羟甲基氨基甲烷、三乙醇胺、巴比妥钠-盐酸中的一种。

5.根据权利要求1所述高性能固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述溶剂为甲醇、乙醇、水、中的一种。

6.根据权利要求1所述高性能固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述所述氧化剂为氧气、硫酸铵、FeCl₃中的一种。

7.根据权利要求1所述高性能固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中，离心、洗涤、烘干操作的参数为：离心机转速6000～9000r/min；洗涤次数为3～5次；烘干温度60～80℃；烘干时间≥24h。

8.根据权利要求1所述高性能固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述锂盐为含锂无机盐中的一种；聚合物电解质为聚氧化乙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种；溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、天冬酰胺、丙酮中的一种。

9.一种如权利要求1所述方法制备的高性能固体电解质复合膜的应用，其特征在于能用于组装固态锂金属电池，将正极、负极贴在固体电解质复合膜上组装成固态锂金属电池，固态金属锂电池为由正极、固体电解质复合膜和负极组成的纽扣式电池和软包电池中的一种，其正极材料为磷酸铁锂、掺铁磷酸锰锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料中的一种；负极为锂金属，锂片厚度为50～1000μm。