[发明专利]一种复合固态电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种复合固态电解质，其特征在于，由精细Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末、PVDF聚合物基底、增塑剂、分散剂和锂盐组成，所述精细Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末、PVDF聚合物基底、增塑剂、分散剂和锂盐在有机溶剂中充分搅拌溶解后，所述分散剂以线状、面状附着于PVDF聚合物表面，使增塑剂、精细Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末充分穿插于PVDF聚合物基底中，促进PVDF聚合物基底与增塑剂混合产生共混改性，构成以PVDF聚合物基底为连续相、分散剂和增塑剂为分散相的交错排布的点、线、面、层多维混插体系结构。

2.根据权利要求1所述一种复合固态电解质，其特征在于，所述PVDF聚合物基底为聚偏氟乙烯三氟氯乙烯共聚物P(VDF-CTFE)，其中VDF和CTFE的比例为85%:15%、88%:12%、92%:8%中的一种，在点、线、面、层多维混插体系结构中，其以面状、层状形态成为承载各组分的连续相基底。

3.根据权利要求1所述一种复合固态电解质，其特征在于，所述精细Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末与PVDF聚合物基底的质量比为1:10-1:2，在点、线、面、层多维混插体系结构中，其以点状形态均匀分散，与基底构成了果籽-果肉结构。

4.根据权利要求1所述一种复合固态电解质，其特征在于，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTSFI)、高氯酸锂(LiClO4) 、双二氟磺酰亚胺锂（LiFSI）中的一种，其与PVDF聚合物基底的质量比为1:5-1:2。

5.根据权利要求1所述一种复合固态电解质，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙二醇(PEG)中的一种，其与PVDF聚合物基底的质量比为1:100-1:10。

6.根据权利要求1所述一种复合固态电解质，其特征在于，所述增塑剂为丁二腈(SN)、四乙二醇二甲醚(TEGDME)、碳酸乙烯酯-二甲氧基乙烷( EC-DME)中的一种，其与PVDF聚合物基底的质量比为1:10-1:5，在点、线、面、层多维混插体系结构中，PVDF聚合物基底与面状、层状形态的增塑剂混合产生共混改性，构成以PVDF聚合物基底为连续相、分散剂和增塑剂为分散相的交错排布的共混多维混插体系结构。

7.根据权利要求1所述一种复合固态电解质，其特征在于，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，其中PVDF聚合物基底在有机溶剂的浓度为0.05-0.2g/ml。

8.一种利用权利要求1至7中任意一项所述复合固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在手套箱的保护气氛下，称量增塑剂、分散剂、锂盐、精细Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末和PVDF聚合物基底并加入到试剂瓶中；将有机溶剂加入到上述试剂瓶中，得到混合溶液，接着使用密封胶封好试剂瓶口；

(2)使用磁力搅拌器将上述混合溶液充分搅拌使溶质溶解并混合均匀得到胶液；之后，将所得胶液进行加热水浴；

(3)将胶液浇铸在聚四氟乙烯板上，使用刮刀刮涂至适当厚度，然后将其放置于真空烘箱中进行烘干，得到复合固态电解质膜，最后将固态电解质膜裁剪至适合的复合固态电解质膜片。

9.根据权利要求8所述一种复合固态电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，混合溶液的搅拌时间为2 -12h，其中，所述胶液的水浴时间为2-10h，加热温度为40-80℃。

10.根据权利要求8所述一种复合固态电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，烘干条件为40-80℃真空加热12-36h。