[发明专利]一种固态化复合电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种固态化复合电解质，其特征在于：所述电解质为凝胶复合电解质，由多孔无机电解质网络复合离子液体构成。

2.根据权利要求1所述的一种固态化复合电解质，其特征在于：所述电解质为原位凝胶复合电解质或非原位吸附型凝胶复合电解质；所述原位凝胶复合电解质由多孔无机电解质网络原位限制离子液体构成，非原位吸附型凝胶复合电解质由多孔无机电解质网络非原位限制离子液体构成。

3.根据权利要求2所述的一种固态化复合电解质，其特征在于：原位凝胶复合电解质中多孔无机电解质与离子液体的质量之比为9:1～1:9；非原位吸附型凝胶复合电解质中多孔无机电解质与离子液体的质量之比为9:1～3:7。

4.根据权利要求2所述的一种固态化复合电解质，其特征在于：多孔无机电解质网络为Li-M-P-O体系，其中M为Si、Ti或Al中的一种或一种以上。

5.一种如权利要求1～4任一项所述的固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

（1）制备原位凝胶复合电解质

在惰性气体保护下，将锂盐A加入离子液体中溶解形成离子液体电解质，将元素源混合后加入甲酸搅拌，得到混合溶液，随后将混合溶液加入离子液体电解质中混合，静置得到凝胶复合物；将凝胶复合物真空干燥后得到原位复合凝胶电解质；

（2）制备全固态电解质

除去原位复合凝胶电解质中的离子液体，加入锂盐B混合，煅烧得到全固态电解质；

（3）制备非原位吸附型凝胶复合电解质

将全固态电解质粉末在惰性气氛保护下分散到步骤（1）中的离子液体电解质中，静置得到非原位吸附型凝胶复合电解质；

其中，步骤（1）中的离子液体为锂二次电池电解质用室温下为液态的离子液体。

6.根据权利要求5所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，锂盐A为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双硼酸锂、双氟草酸硼酸锂或碘化锂中的一种或一种以上。

7.根据权利要求5所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基，丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基，丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐或N-甲基，丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或一种以上。

8.根据权利要求5所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：多孔无机电解质网络为Li-M-P-O体系时，所述元素源为Si源、Ti源或Al源中的一种或一种以上，以及P源。

9.根据权利要求8所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：多孔无机电解质网络为Li-Si-P-O体系时，元素源为Si源和P源，Si源和P源中的Si元素与P元素的物质的量之比为1:9～9:1。

10.根据权利要求8所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：Si源为正硅酸四甲酯或正硅酸四乙酯中的一种或一种以上；Ti源为钛酸四乙酯或钛酸四丁酯中的一种或一种以上；Al源为氢氧化铝或铝酸三甲酯中的一种或一种以上；P源为亚磷酸三乙酯、磷酸三乙酯、磷酸二丁酯或磷酸三丁酯中的一种或一种以上。

11.根据权利要求5所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，用煅烧或萃取的方法除去原位复合凝胶电解质中的离子液体。

12.根据权利要求5所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：步骤（2）中锂盐B为碳酸锂、氢氧化锂或甲酸锂中的一种或一种以上。

13.根据权利要求5所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：步骤（2）中加入锂盐B混合后在600～900℃下煅烧4～10h。

14.根据权利要求5所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：步骤（3）中超声分散30～120min；静置4～12h。

15.根据权利要求5所述的一种固态化复合电解质的制备方法，其特征在于：步骤（1）和（3）中的惰性气体为纯度≥99%的氮气或氩气。

16.一种锂二次电池，其特征在于：所述电池的电解质为如权利要求1所述的一种固态化复合电解质。