[发明专利]嵌入式固态电解质隔膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种嵌入式固态电解质隔膜，其特征在于，

所述隔膜包含基膜和固态电解质，以在所述隔膜中所占的重量百分比计，所述基膜为20％～50％，所述固态电解质为45％～75％；

其中，所述基膜为聚烯烃类聚合物基膜，所述聚烯烃类聚合物的粘均分子量为2×10⁶～5×10⁶g/mol。

2.根据权利要求1所述的嵌入式固态电解质隔膜，其特征在于，所述聚烯烃类聚合物选自聚乙烯、聚丙烯和聚偏氟乙烯中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的嵌入式固态电解质隔膜，其特征在于，所述固态电解质由Li、La、Ti、Zr、Ge、Al、S、P、N和O中的三种以上元素构成；

优选地，所述固态电解质选自LPON、LLTO、LLZO、LATP、LAGP和LGPS中的一种，优选为LATP；

优选地，所述固态电解质的粒径D50为5～100nm，所述固态电解质的粒径D99≤300nm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的嵌入式固态电解质隔膜，其特征在于，所述隔膜还包含偶联剂、PE-g-MAH和抗氧化剂；

优选地，所述偶联剂为以烷氧基钛和烷氧基铝为基础的长碳链聚合物；

优选地，以在所述隔膜中所占的重量百分比计，所述偶联剂为0.5％～1.5％，所述PE-g-MAH为1％～5％，所述抗氧化剂为0.2％～0.5％；

优选地，以在所述隔膜中所占的重量百分比计，所述基膜为30％～40％，所述固态电解质为55％～65％。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的嵌入式固态电解质隔膜，其特征在于，所述隔膜上有微孔，所述固态电解质以颗粒的形式嵌入所述微孔中；

优选地，所述微孔的平均孔径为20～100nm，所述隔膜的孔隙率为10％～35％，厚度为5～30μm，透气度为70～500格雷秒，破膜温度为200℃以上。

6.一种制备嵌入式固态电解质隔膜的方法，其包括下述步骤：

将形成基膜的材料、固态电解质、偶联剂、PE-g-MAH、抗氧化剂和溶剂一熔融混合后进行密炼，萃取，得到嵌入式固态电解质隔膜。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述密炼的密炼温度为170～200℃，优选为180～190℃；

优选地，所述密炼的密炼转速为30～80rpm，优选为40～50rpm；

优选地，所述密炼为连续密炼。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述熔融混合的螺杆温度为150～220℃，螺杆转速为50～300rpm。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的方法，其特征在于，在密炼后，在萃取前，所述方法还包括：将密炼后的混合物进行流延和双向拉伸。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述双向拉伸的纵向拉伸倍数为2～6倍，横向拉伸倍数为2～6倍；

优选地，所述双向拉伸的拉伸温度为100～130℃；

优选地，所述流延的冷却温度为16～30℃，所述流延的线速度为1.5～10m/min。

11.根据权利要求6～10中任一项所述的方法，其特征在于，将所述溶剂一预热至80～95℃后，再进行熔融混合；

优选地，所述溶剂一选自N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮和白油中的一种；

优选地，所述溶剂一为白油，其在40℃的运动粘度20～100m²/s。