[发明专利]一种薄型层状复合固态电解质膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种薄型层状复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

1)由二维纳米片制备二维纳米片层状膜，其中，所述二维纳米片层状膜上具有规整的层间通道，所述二维纳米片为蛭石纳米片，步骤1)包括：

制备二维纳米片分散液，其中包括用无水乙醇洗涤，直至检测不到氯离子；二维纳米片分散液为二维纳米片乙醇分散液，其浓度为0.5-10g/L；

二维纳米片分散液通过抽滤、旋涂、沉积或静电雾化的方法形成膜，然后干燥得到二维纳米片层状膜，二维纳米片层状膜的厚度为10-195μm；

2)将无机陶瓷电解质插入所述二维纳米片层状膜的层间，包括：二维纳米片层状膜经无水乙醇溶胀；无机陶瓷电解质以其前驱体液的形式，通过抽滤插入二维纳米片层状膜的层间，然后静置、煅烧；

3)在步骤2)得到的层状膜表面涂覆聚氧化乙烯，得到所述薄型层状复合固态电解质膜。

2.根据权利要求1所述的薄型层状复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述无机陶瓷电解质选自钛酸镧锂、锂镧锆氧、磷酸钛铝锂和磷酸锗铝锂中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的薄型层状复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述无机陶瓷电解质为钛酸镧锂，钛酸镧锂的前驱体液的制备方法包括：将硝酸锂、六水合硝酸镧、钛酸四丁酯、无水乙醇和乙酸搅拌混合，制得钛酸镧锂的前驱体液。

4.根据权利要求3所述的薄型层状复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，硝酸锂、六水合硝酸镧、钛酸四丁酯的摩尔比为1∶1-4∶2-5，以每摩尔硝酸锂计，无水乙醇的用量为500mL-2000mL，乙酸的用量为无水乙醇体积的5％。

5.根据权利要求2所述的薄型层状复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，将二维纳米片层状膜在无水乙醇中静置2-4h溶胀；抽滤的压力为5-10MPa；静置时间为3-12h；煅烧条件包括：在空气条件下800-1200℃煅烧2-3h。

6.根据权利要求1所述的薄型层状复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤3)包括：将聚氧化乙烯的乙腈溶液刮涂至1-10μm厚，将层状膜的正反两面在该聚氧化乙烯的乙腈溶液中浸润，然后干燥，得到所述薄型层状复合固态电解质膜；

聚氧化乙烯的乙腈溶液的浓度为0.01-0.1g/mL，干燥条件包括：45-60℃真空干燥18-24h。

7.采用权利要求1-6中任意一项所述的制备方法制得的薄型层状复合固态电解质膜，其特征在于，所述薄型层状复合固态电解质膜的厚度为15-200μm。

8.权利要求1-6中任意一项所述的制备方法制得的薄型层状复合固态电解质膜或者权利要求7所述的薄型层状复合固态电解质膜在全固态锂电池中的应用。