[发明专利]一种基于氢键缔合的复合固态电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于氢键缔合的复合固态电解质，其特征在于，所述复合固态电解质的原料包括聚合物电解质、氧化物无机固态电解质、锂盐和有机溶剂，所述氧化物无机固态电解质的表面包覆有含氨基和/或羟基的连接剂。

2.根据权利要求1所述的复合固态电解质，其特征在于，所述连接剂包括有机连接剂和无机连接剂；

优选地，所述有机连接剂和所述无机连接剂的质量比为2:3～2:1，优选为2:3～3:2；

优选地，所述连接剂包括聚乙烯亚胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷、单宁酸或木质素中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的复合固态电解质，其特征在于，所述聚合物电解质包括聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚碳酸亚乙酯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述聚合物电解质包括聚氧化乙烯；

优选地，所述氧化物无机固态电解质包括NASICON型LATP、石榴石型LLZO、石榴石型LLZTO、石榴石型LLZAO、石榴石型LLZGO、石榴石型LLZNO或钙钛矿型LLTO中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述氧化物无机固态电解质包括石榴石型LLZTO。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合固态电解质，其特征在于，所述锂盐包括LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆、LiAsF₆、LiTf、LiSA、LiFSI、LiTFSI、LiBETI、LiCTFSI、LiBOB、LiTDI、LiPDI、LiDCTA或LiB(CN)₄中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述锂盐包括LiTFSI；

优选地，所述有机溶剂包括无水乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述有机溶剂包括无水乙腈。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的基于氢键缔合的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)将氧化物无机固态电解质、连接剂和溶剂进行水浴加热处理，得到初步固态电解质复合物；

(2)将步骤(1)所述初步固态电解质复合物和锂盐加入到有机溶剂中，进行第一混合后再加入聚合物电解质，进行第二混合，干燥后得到所述复合固态电解质。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为乙醇。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水浴加热处理前进行超声处理；

优选地，所述超声处理的时间为10～30min，优选为20～30min；

优选地，所述超声处理的功率为100～200W，优选为180～200W；

优选地，步骤(1)所述水浴处理的温度为40～80℃，优选为60～80℃；

优选地，所述水浴处理的磁力搅拌的速度为500～1000rmp，优选为700～1000rpm；

优选地，所述水浴处理的磁力搅拌的时间为12～24h，优选为18～24h；

优选地，步骤(1)所述水浴处理后依次进行抽滤处理和离心处理；

优选地，所述抽滤处理的抽滤次数为3～6次；

优选地，所述离心处理的离心速度为5000～10000rmp，优选为6000～8000rpm；

优选地，所述离心处理的离心时间为5～10min，优选为5～8min。

8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述初步固态电解质复合物占所述复合固态电解质的1～10wt％，优选为2～4wt％；

优选地，步骤(2)所述锂盐和所述聚合物电解质的质量比为(15～20)：1，优选为(17～19)：1。