[发明专利]复合固态电解质、固态锂电池及制备方法

权利要求书

1.一种复合固态电解质，其特征在于，包括无机固态电解质、有机固态电解质基体和锂盐，所述无机固态电解质在所述复合固态电解质中的质量含量为1％～10％，所述无机固态电解质和所述锂盐设置于所述有机固态电解质基体中，所述无机固态电解质为Li_1+xM_xTi_2-x(PO₄)₃，其中0≤x≤2，M选自Al或Sc，所述有机固态电解质基体选自聚氨酯基聚合物；

所述复合固态电解质的制备方法包括如下步骤：

将所述无机固态电解质、所述锂盐与所述聚氨酯基聚合物的单体分散于分散剂中，使所述单体聚合为聚氨酯基聚合物，形成混合液；将所述混合液置于基底上，使其流延并干燥。

2.根据权利要求1所述的复合固态电解质，其特征在于，所述无机固态电解质为连续的三维网格结构，所述无机固态电解质被所述有机固态电解质整体包覆。

3.根据权利要求1所述的复合固态电解质，其特征在于，所述聚氨酯基聚合物由包括扩链剂在内的原料制备所得，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、甲基丙二醇、乙二胺、异佛尔酮二胺和二乙基乙二醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的复合固态电解质，其特征在于，所述锂盐选自LiPF₆、LiBF₄、LiTFSI、LiFSI和LiCF₃SO₃中的一种或多种。

5.根据权利要求1～4任一项所述的复合固态电解质，其特征在于，在所述复合固态电解质中，所述锂盐与所述有机固态电解质基体组成的整体的质量含量为90％～99％。

6.根据权利要求5所述的复合固态电解质，其特征在于，在所述锂盐与所述有机固态电解质基体组成的整体中，所述锂盐的质量含量为20％～40％。

7.根据权利要求1～4任一项所述的复合固态电解质，其特征在于，还包括使所述无机固态电解质与所述有机固态电解质粘结的粘结剂。

8.一种根据权利要求1～7任一项所述的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述无机固态电解质、所述锂盐、所述聚氨酯的单体与粘结剂分散于分散剂中，使所述聚氨酯的单体聚合为聚氨酯，制备包含所述无机固态电解质、所述有机固态电解质基体和所述锂盐的混合液；

将所述混合液置于基底上，使其流延并干燥。

9.根据权利要求8所述的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，干燥在真空干燥箱中进行，温度为50℃～80℃。

10.根据权利要求8～9任一项所述的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，还包括制备所述无机固态电解质的步骤，其包括：将Ti(OC₄H₉)₄溶解于强酸溶液中，加入化学计量比的锂盐和金属盐并使其溶解，再加入甘氨酸、磷酸铵盐和醇类溶剂，将所得混合液在160℃～180℃加热至形成凝胶，并于干燥后煅烧；其中，所述金属盐选自铝盐和/或钪盐。

11.一种固态锂电池，其特征在于，包括正极，负极与固态电解质，所述正极与所述负极相对设置，所述固态电解质设置于所述正极与所述负极之间，所述固态电解质为根据权利要求1～7任一项所述的复合固态电解质。

12.根据权利要求11所述的固态锂电池，其特征在于，所述正极的活性物质选自钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸铁盐和磷酸锰铁盐中的一种或多种，所述负极的活性物质选自金属锂、锂合金、石墨、硬碳、二硫化钼、钛酸锂、石墨烯和硅碳负极中的一种或多种。