[发明专利]一种氯化物全无机复合固态电解质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氯化物全无机复合固态电解质及其制备方法，将醇与水混合搅拌均匀作为溶剂，随后将InCl₃与LiCl混合后加入溶剂中并搅拌分散均匀形成溶液；将玻璃纤维置于溶液中浸润静置，将静置后的玻璃纤维置于通风环境下进行第一阶段的加热烘干处理得到样品；将样品置于真空或惰性环境中，进行第二阶段加热重结晶；最后在真空或惰性环境下，对加热重结晶的样品进行第三阶段的高温烧结处理得到Li₃InCl₆与玻璃纤维复合的全无机复合固态电解质。本发明方法制备的复合固态电解质具备室温下高离子电导率、高机械性能、高耐高温工作平台、可特大尺寸原位烧制生成、可利于成熟液态电池卷对卷生产线实现经济效益的特点。

技术领域

本发明属于固态电解质制备技术领域，具体涉及一种氯化物全无机复合固态电解质及其制备方法。

背景技术

全固态电池采用全固态电解质替代有机液态电解质，能够从根本上解决液态电池易燃烧甚至爆炸等安全问题，因此全固态锂电池被认为是未来电池发展的总体趋势；同时，全固态电池采用质量轻(6.49g/mol)、能量密度高(3860mAh/g)的锂金属做负极，能够极大提高电池的能量密度，以适应当前对高能量密度储能的需求。因此，发展全固态锂电池具有重要意义。更为人称道的是，由于固态电池中不存在电解液，将使电池更易于封装，这也使得固态电池应用于大容量需求的大型设备上时，相对于液态电池具备更强的安全性，其不需要再额外增加冷却设备与温控设备如冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。

从工艺加工的角度考虑，锂离子液体电池具备完整的流水线加工的工业产业链，而固态电解质一个突出问题是无法应用于大规模生产。通过修改用于生产液态锂离子电池的成熟制造平台用于固态电池生产，包括浆料添加和卷对卷滚压技术，更有助于固态电解质大规模生产，同时该修改更符合经济效益。这也使研发可适用于卷对卷滚压生产技术生成的固态电解质的研究显得更为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种氯化物全无机复合固态电解质及其制备方法，具备室温下超高的离子电导率，到达10^-3_S/cm量级，且该电解质可适用于高温工作平台，最重要的是通过这种加工方法可原位生产大量大尺寸复合固态电解质原料，并可直接应用于液态电池成熟生产平台的卷对卷滚压技术。

本发明采用以下技术方案：

一种氯化物全无机复合固态电解质制备方法，将醇与水混合搅拌均匀作为溶剂，随后将InCl₃与LiCl混合后加入溶剂中并搅拌分散均匀形成溶液；将玻璃纤维置于溶液中浸润静置，将静置后的玻璃纤维置于通风环境下进行第一阶段的加热烘干处理得到样品；将样品置于真空或惰性环境中，进行第二阶段加热重结晶；最后在真空或惰性环境下，对加热重结晶的样品进行第三阶段的高温烧结处理得到Li₃InCl₆与玻璃纤维复合的全无机复合固态电解质。

具体的，溶剂中醇的质量分数为40％～60％。

进一步的，醇为乙醇或异丙醇。

具体的，InCl₃与LiCl的物质的量之比为(2.5～3.5):1。

具体的，InCl₃与LiCl在溶剂中的质量百分数为20％～60％。

具体的，玻璃纤维的厚度为200～700微末，孔径为1～3微米，耐受温度上限大于250℃。

具体的，第一阶段加热烘干处理的加热温度为45～60℃，时间为4～5h。

具体的，第二阶段加热重结晶的加热温度为45～75℃，时间为6～8小时。

具体的，高温烧结处理的温度为200～240℃，时间为4～5小时。