一种复合固态电解质膜及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115332608A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202210863614.7(22)申请日2022.07.21(71)申请人蜂巢能源科技(无锡)有限公司地址214105江苏省无锡市锡山经济开发区东部园大成路1066号(72)发明人陈少杰曹晓菊王磊李瑞杰王志文(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250专利代理师闫聪彦(51)Int.Cl.H01M10/0525(2010.01)H01M10/0565(2010.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种复合固态电解质膜及其制备方法与应用(57)摘要本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种复合固态电解质膜及其制备方法与应用。本发明的复合固态电解质膜包括聚合物基体和设置其上的固态电解质膜，该固态电解质膜包括层叠设置的聚合物膜和卤化物膜。本发明的复合固态电解质膜采用具有优异韧性、弹性和强度的聚合物基体作为支撑结构，在该聚合物基体的表面上设置固态电解质膜以提供锂离子电导性，并且卤化物膜的加入，可以与聚合物基体配合形成低孔隙率的复合致密膜，抑制锂枝晶的生长，同时有利于Li+的快速传输，促进电池高温环境循环倍率性，由此使得形成的复合固态电解质膜表现出韧性好、弹性佳、强度高、热稳定性好且离子电导率高的优势，进而可提升固态电池的安全性和充放电性能。CN115332608ACN115332608A权利要求书1/1页1.一种复合固态电解质膜，包括聚合物基体和设置在所述聚合物基体上的固态电解质膜，其特征在于，所述固态电解质膜包括层叠设置的聚合物膜和卤化物膜。2.根据权利要求1所述的复合固态电解质膜，其特征在于，所述固态电解质膜设置在所述聚合物基体的一侧或两侧；和/或，所述卤化物膜紧邻所述聚合物基体设置。3.根据权利要求1或2所述的复合固态电解质膜，其特征在于，所述聚合物膜的原料组成包括聚合物电解质和锂盐，所述聚合物电解质与所述锂盐的质量比为1～20：1，优选为1～5：1；可选地，所述聚合物电解质为聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯‑六氟丙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，优选为质量比为1～2:1～3的聚乙二醇和聚环氧乙烷；可选地，所述锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、氯化锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂中的至少一种；可选地，所述聚合物膜的厚度为2～50μm，优选为5～30μm。4.根据权利要求1或2所述的复合固态电解质膜，其特征在于，所述聚合物基体的孔隙率为30～80％，厚度为2～40μm；可选地，所述聚合物基体为无纺布、纤维膜、熔喷布、多孔隔膜中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的复合固态电解质膜，其特征在于，所述卤化物膜的厚度为5～40μm；可选地，所述卤化物膜的原料为Li3InCl6、Li3YbCl6、Li3YCl6、Li3ScCl6、Li3GaCl6中的至少一种。6.一种制备权利要求1～5任一项所述的复合固态电解质膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：在保护气氛下，将所述聚合物电解质、所述锂盐与有机溶剂混合得到浆料，将所述浆料涂布成膜，于保护气氛中干燥，之后真空干燥，得到所述聚合物膜；将所述聚合物膜、所述卤化物膜的原料、所述聚合物基体叠置并压制成膜。7.根据权利要求6所述的制备复合固态电解质膜的方法，其特征在于，所述聚合物电解质与所述有机溶剂的质量比为1：15～25，优选为1：15～20；可选地，所述有机溶剂为甲基甲酰胺、乙腈、环己酮、庚烷、N‑甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺中的至少一种。8.根据权利要求6所述的制备复合固态电解质膜的方法，其特征在于，所述保护气氛中干燥的温度为20～30℃，时间为2～72h，优选为4～24h；可选地，所述真空干燥的温度为30～80℃，优选为40～60℃，所述真空干燥的时间为4～72h，优选为12h。9.根据权利要求6～8任一项所述的制备复合固态电解质膜的方法，其特征在于，所述压制的温度为30～150℃，压力为1～10MPa。10.一种固态电池，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的复合固态电解质膜或者由权利要求6～9任一项所述的制备复合固态电解质膜的方法制得的复合固态电解质膜。2CN115332608A说明书1/7页一种复合固态电解质膜及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种复合固态电解质膜及其制备方法与应用。背景技术[0002]锂离子电池(LIB)具有高能量密度、低自放电率、宽使用温度、长循环寿命、环境友好、无记忆效应等优势，因而在过去十几年