[发明专利]一种具有电子、离子导电性的复合材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种具有电子、离子导电性的复合材料，其特征在于：以所述复合材料的总质量为100％，各组成成分及其质量百分数如下：

碳材料 76％～90％；

聚合物 5％～12％；

锂盐 5％～12％；

其中，所述复合材料中锂盐和聚合物包覆在碳材料表面；

所述碳材料为导电炭黑、碳纳米管、纳米碳球、碳纳米棒和碳纤维中的一种以上；

所述聚合物为聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯中一种以上；

所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、氯铝酸锂、氟代磺酰亚胺锂和氯化锂中的一种以上。

2.如权利要求1所述的一种具有电子、离子导电性的复合材料，其特征在于：以所述复合材料的总质量为100％，各组成成分及其质量百分数如下：

碳材料 80％～85％；

聚合物 7％～10％；

锂盐 7％～10％。

3.如权利要求1所述的一种具有电子、离子导电性的复合材料，其特征在于：所述碳材料为导电炭黑、碳纳米管和碳纤维中的一种以上；所述聚合物为聚乙二醇或聚丙烯腈；所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

4.如权利要求1所述的一种具有电子、离子导电性的复合材料，其特征在于：以所述复合材料的总质量为100％，各组成成分及其质量百分数如下：

碳材料 80％～85％；

聚合物 7％～10％；

锂盐 7％～10％；

所述碳材料为导电炭黑、碳纳米管和碳纤维中的一种以上；所述聚合物为聚乙二醇或聚丙烯腈；所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的具有电子、离子导电性的复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

将碳材料、聚合物和锂盐在溶剂中充分搅拌分散，得到浆料，真空干燥，得到一种具有电子、离子导电性的复合材料；其中，所述溶剂为溶解聚合物和锂盐的溶剂。

6.如权利要求5所述的一种具有电子、离子导电性的复合材料的制备方法，其特征在于：所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜和异丙醇中的一种以上；所述溶剂与碳材料的质量比为8:1～30:1；所述搅拌转速为100r/min～500r/min，搅拌时间为120min～360min，搅拌温度为40℃～60℃；所述真空干燥温度为50℃～80℃，干燥时间为12～24h。

7.一种如权利要求1～4任意一项所述的具有电子、离子导电性的复合材料的应用，其特征在于：将所述复合材料、无机固态电解质和正极活性物质混合制备得到无机全固态锂离子电池的复合正极。

8.如权利要求7所述的一种具有电子、离子导电性的复合材料的应用，其特征在于：以所述复合正极的总质量为100％计，所述复合材料的质量分数为2％～10％，所述无机固态电解质的质量分数为20％～37％，所述正极活性物质的质量分数为60％～70％。

9.如权利要求7所述的一种具有电子、离子导电性的复合材料的应用，其特征在于：所述无机固态电解质为硫化物型固态电解质、卤化物型固态电解质或氧化物型固态电解质。

10.如权利要求7所述的一种具有电子、离子导电性的复合材料的应用，其特征在于：所述正极活性物质为磷酸铁锂、升华硫、钴酸锂、硫化锂、镍钴锰三元正极材料或镍钴铝三元正极材料。