[发明专利]聚合物包覆的卤化物固态电解质、固态电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合物包覆的卤化物固态电解质、固态电池的制备方法，其中聚合物包覆的卤化物固态电解质是将聚合物溶入油性溶剂形成溶液，然后将卤化物固态电解质加入到所述溶液中形成固态电解质悬浮液，再将所述固态电解质悬浮液经干燥处理后得到聚合物包覆的卤化物固态电解质。固态电池则采用采用聚合物包覆的卤化物固态电解质制备固态电解质隔离层。本发明不仅能有效发挥了卤化物电解质的优势，而且能避免卤化物固态电解质在储存、使用过程中潮解并难以脱水的问题，有效解决物理接触问题，提高导离子能力，从而解决现有固态电池的中电解质加工性差、材料间界面多、规模化成本高的问题。

技术领域

本发明属于锂电池领域，尤其涉及一种聚合物包覆的卤化物固态电解质、固态电池的制备方法。

背景技术

固态电池是近年来最大可能继承锂离子电池地位的电池，采用固态电解质取代以往锂电池中的电解液作为传导物质，可以大幅提升电池的能量密度，同时避免了传统液态电池中的易产生枝晶引起短路、溶剂副反应剧烈易燃易爆等问题；

固态电解质是固态电池规模化应用的关键，不仅要有优异的电化学性能，化学稳定性、机械加工性能也要能与规模化的生产过程相匹配。目前主要的固态电解质中，虽然硫化物离子电导率高但化学稳定性较差；氧化物等陶瓷固态电解质体系涉及复杂，机械加工性能差难以解决物理接触问题；硼氢化物热力学稳定性、与正负极之间的适配性以及抑制枝晶生长的能力等不足；聚合物固态电解质需要高温运行，且导离子能力较弱；因此固态电池的规模化、生产成本、综合性能迟迟难以突破。

卤化物固态电解质兼具高离子电导率、稳定的化学/电化学稳定性、良好可塑性，室温下离子电导10^-3S·cm^-1，表现出良好的热、电化学稳定性，与各种界面都具有良好的相容性，是一种可塑性较高的固态电解质材料，在锂离子电池领域，特别是固态电池领域表现出较大潜力；其中卤化物固态电解质可以通过机械球磨和煅烧即可制备，其表现出较高的离子电导率。由于卤化物固态电解质具有高稳定性，可以作为高压正极与其他电解质材料之间的优良缓冲层；而对于石墨等易导离子较弱的材料，是优秀的负极保护层材料。然而卤化物电解质具有易潮解的特征，容易形成结晶水使离子电导率急剧下降，而其干燥脱水温度又高于200℃，与极片中的粘结剂耐受温度冲突，限制了材料的规模化工程应用。

鉴于上述情况，业界亟待研发一种新的卤化物固态电解质，不仅能有效发挥了卤化物电解质的优势，而且能避免卤化物固态电解质在储存、使用过程中潮解并难以脱水的问题，有效解决物理接触问题，提高导离子能力，从而解决固态电池的上述系列工程应用问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种聚合物包覆的卤化物固态电解质、固态电池的制备方法，其中聚合物包覆的卤化物固态电解质通过聚合物包覆卤化物电解质材料制备而成，该聚合物包覆的卤化物固态电解质通过水、油性溶剂搭配使用形成易于制造且性能优越的固态电池，不仅能有效发挥了卤化物电解质的优势，而且能避免卤化物固态电解质在储存、使用过程中潮解并难以脱水的问题，有效解决物理接触问题，提高导离子能力，从而解决现有固态电池的中电解质加工性差、材料间界面多、规模化成本高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种聚合物包覆的卤化物固态电解质的制备方法，将聚合物溶入油性溶剂形成溶液，然后将卤化物固态电解质加入到所述溶液中形成固态电解质悬浮液，再将所述固态电解质悬浮液经干燥处理后得到聚合物包覆的卤化物固态电解质。

优选地，所述聚合物选自选自PI、PPS、PVDF、PVDF-HFP和PMMA中的一种；和/或

所述油性溶剂选自采用NMP、四氢呋喃、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯中的一种；和/或