复合固态电解质隔膜及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111916629A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010718668.5(22)申请日2020.07.23(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人王磊郑晓醒陈少杰周龙捷(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人肖阳(51)Int.Cl.H01M2/16(2006.01)H01M2/14(2006.01)H01M10/052(2010.01)H01M10/0562(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称复合固态电解质隔膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种复合固态电解质隔膜及其制备方法和应用，所述复合固态电解质隔膜包括：聚合物基体和固态电解质膜，所述固态电解质膜设在所述聚合物基体的表面上，并且所述固态电解质膜的一部分填充在所述孔隙中。该复合固态电解质隔膜具有柔性、强度高、韧性好、离子电导率高和热稳定性好的优势，从而可以提高全固态电池循环寿命。CN111916629ACN111916629A权利要求书1/1页1.一种复合固态电解质隔膜，其特征在于，包括：聚合物基体，所述聚合物基体上具有贯穿的孔隙；固态电解质膜，所述固态电解质膜设在所述聚合物基体的表面上，并且所述固态电解质膜的一部分填充在所述孔隙中。2.根据权利要求1所述的复合固态电解质隔膜，其特征在于，所述聚合物基体的孔隙率为10～80％。3.根据权利要求1或2所述的复合固态电解质隔膜，其特征在于，所述聚合物基体的厚度为5-50μm。4.根据权利要求3所述的复合固态电解质隔膜，其特征在于，所述聚合物基体为无纺结构聚合物、纺织结构聚合物或多孔隔膜；任选地，所述聚合物基体包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚四氟乙烯中的至少之一。5.根据权利要求1所述的复合固态电解质隔膜，其特征在于，所述固态电解质膜包括导离子剂和锂盐；任选地，所述导离子剂和所述锂盐的质量比为(3～4)：1；任选地，所述导离子剂包括聚环氧乙烷、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯中的至少之一；任选地，所述锂盐包括双三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、氯化锂、六氟磷酸锂和高氯酸锂中的至少之一；任选地，所述固态电解质膜的厚度为5-60μm。6.一种制备权利要求1-5中任一项所述的复合固态电解质隔膜的方法，其特征在于，包括：(1)将导离子剂、锂盐和有机溶剂进行混合，以便得到混合浆料；(2)在基板上涂布所述混合浆料，干燥后分离所述基板后得到固态电解质膜；(3)将所述固态电解质膜与聚合物基体贴合进行施压且高温处理，以便得到复合固态电解质隔膜。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述混合浆料的质量浓度为3～10％；任选地，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-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的至少之一。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述施压压力为1～10MPa，温度为30～120℃。9.一种固态锂电池，其特征在于，所述固态锂电池具有权利要求1-5中任一项所述的复合固态电解质隔膜或采用权利要求6-8中任一项所述的方法得到的复合固态电解质隔膜。10.一种储能设备，其特征在于，所述储能设备具有权利要求9所述的固态锂电池。2CN111916629A说明书1/7页复合固态电解质隔膜及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于电池领域，具体涉及一种复合固态电解质隔膜及其制备方法和应用。背景技术[0002]在众多的电池体系中，锂电池以其高能量密度、无记忆效应和相对良好的环境友好性而成为能量储存和转化系统中的主力军。随着人们对锂电池的能量密度和安全性能的要求日益提高，固态锂电池将会成为新一代高能量密度和高安全性的电池首选。固态电池中的关键技术之一是固态电解质隔膜技术，隔膜的好坏直接影响电池的能量密度、安全性、倍率性能和高低温性能等。现如今，科研人员一直致力于研制和开发出强度高、韧性好、离子电导率高和具有柔性的固态电解质膜以适用于全固态锂电池。[0003]固态电解质分三大类：氧化物、硫化物和聚合物。采用这三种固态电解质的纯物质作为固态电池的隔膜层都有各自的问题，氧化物可以制备成致密的陶瓷片，但因为脆性大而不能制备出实用的薄膜，且室温离子电导率低；硫化物的室温离子电导率高，但无法制备出致密的薄膜且强度差；聚合物虽然易于制备成薄膜，但强度很低容易被锂枝晶刺穿，且不能耐高温。目前，各国的研发人员正在尝试利用各固态电解质的优点研发出聚合物-氧