[发明专利]复合电解质及其制备方法和包含其的复合电极极片和电池

说明书

本发明提供一种复合电解质，所述复合电解质通过采用多孔固态电解质层，并在多孔固态电解质层孔隙中填充凝胶电解质，有利于提升离子电导率并降低了电解质与电极极片之间的界面阻抗，其应用在电池中，提升了电池的循环性能和倍率性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种复合电解质及其制备方法和包含其的复合电极极片和电池。

背景技术

锂离子电池作为新型的储能装置，在汽车领域飞速发展，针对锂离子电池电解质大致分为液态电解质、凝胶电解质和固态电解质，液态电解质易燃易爆，有较大的安全隐患，因此具有高安全性能的固态电解质成为研究重点，固态电池有很多优势，发展前景值得期待。其中，两个最明显的优势就是能量密度更高，运行更安全。

固态电池在大电流下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路，不会在高温下发生副反应，不会因产生气体而发生燃烧，因此，安全性被认为是固态电池发展的最根本驱动力之一，但是固态电解质的固体形态以及与正负电极固固接触的界面都导致了固态电解质电池的低离子电导率和高的界面阻抗。

因此，改善电极电解质的界面成为研究固体电解质的重点，它决定了全固态电池的性能。在电解质界面处引入电解液能够有效降低界面阻抗，但是不可避免的引入了不安全因素。

CN110137568A公开了一种复合固态电解质，所述复合固态电解质采用无机填充材料对PEO聚合物进行掺杂从而获得具有良好电化学性能及机械性能的复合固态电解质。

CN110062140A公开了一种具有蜂窝状定向孔分布的多孔电极载体，所述载体孔隙率可控，改善电极电解质界面的同时，同时能够缩短电子和离子的扩散距离，提高了活性材料利用率。

CN107591536A公开了一种凝胶复合正极片及其制备方法，利用凝胶电解质来对锂离子进行传导，从而达到改善固态电解质和正极片之间的界面阻抗问题。

但是，上述电解质与极片之间的阻抗问题仍未得到较好的解决。

因此，亟需开发出一种复合电解质来提升离子电导率并降低电解质与电极极片之间的界面阻抗问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种复合电解质，所述复合电解质通过在多孔固态电解质层的孔隙中填充凝胶电解质，形成复合电解质，提升了离子电导率并降低了电解质与电极极片之间的界面阻抗，其应用在电池中，提升了电池的循环性能和倍率性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种复合电解质，所述复合电解质包括电解质层；所述电解质层包括复合层；所述复合层包括多孔固态电解质层以及填充于多孔固态电解质层孔隙中的凝胶电解质；所述电解质层还包括设置于复合层一侧表面的聚合物层；所述凝胶电解质通过所述多孔固态电解质层孔隙与电池中的第一电极极片层相接；所述凝胶电解质通过所述多孔固态电解质层孔隙与聚合物层相接；所述多孔固态电解质层包括第一固态电解质和粘结剂；所述凝胶电解质包括第二聚合物、第二电解质盐和有机溶剂；所述聚合物层包括具有导锂能力的第三聚合物和第三电解质盐。

本发明提供的复合电解质通过在多孔固态电解质层的孔隙中填充凝胶电解质，形成复合电解质，其中多孔固态电解质层提供固体形态并保障电池的安全性能；凝胶电解质加入其中提高了离子电导率并降低了全固态电解质与电极极片之间的界面阻抗，所述复合电解质能够兼具高离子电导率和运行安全的优势。

本发明所述聚合物层能够避免短路并且其固态膜的形态能够锁定被固定于多孔结构内的凝胶电解质。