[发明专利]一种固态电解质材料、电解质、锂电池及其制备方法

权利要求书

1.一种固态电解质，其特征在于，包括：

锂盐；

碳质-陶瓷复合材料；

其中，所述碳质-陶瓷复合材料包括碳基导体材料内核，和包覆在所述碳基导体材料内核表面的可屏蔽电子导电能力的无机陶瓷类材料包覆层；

其中，所述包覆层的厚度为23～1000nm。

2.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述碳基导体材料包括石墨烯、掺杂石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、掺杂碳纳米管中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的电解质，其特征在于，所述掺杂石墨烯和掺杂碳纳米管的掺杂元素包括N、P、B、O、S、F、Cl、H中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述无机陶瓷类材料包括氧化铝、氧化锆、氟化锂、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化钽、氮化硅、立方氮化硼、氮化铝、氮化铬、氮化钛、碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化铬中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述碳质-陶瓷复合材料具有球状结构，所述球状结构的直径为0.1～20μm。

6.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，进一步包括膜聚合物，所述膜聚合物包括聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯基砜、聚二丙烯酸乙二醇酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氟乙烯中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述锂盐包括LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiTFSI、LiN(CF₃SO₂)₂、LiC(CF₃SO₂)₃中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述电解质为层状固体薄膜，所述层状固体薄膜的厚度为0.1～50μm。

9.一种电解质的制备方法，所述电解质为固态电解质，其特征在于，包括以下步骤：

颗粒聚合物包覆碳基导体材料，制得碳基导体聚合物颗粒；

无机陶瓷类材料包覆所述碳基导体聚合物颗粒，制得无机陶瓷类材料包覆的离子导体聚合物颗粒；

去除所述无机陶瓷类材料包覆的碳基导体聚合物颗粒中的颗粒聚合物；其中，所述无机陶瓷类材料包覆的厚度为23～1000nm；

将锂盐、无机陶瓷类材料包覆的碳基导体加入到液体中，搅拌混合，得到浆料；

所述浆料涂在平板上，放置在惰性气体或真空中干燥，得到电解质膜。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述颗粒聚合物包覆碳基导体材料包括以下步骤：

将碳基导体材料分散到颗粒聚合物单体液体中，加入水相，搅拌乳化，加入引发剂，得到颗粒聚合物包覆的碳基导体微球乳液；

破乳过滤，干燥得到碳基导体聚合物颗粒。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述无机陶瓷类材料包覆所述碳基导体聚合物颗粒包括以下步骤：

将所述碳基导体聚合物颗粒分散在液体中；

向所述液体加入无机陶瓷类材料前体溶液；

过滤，得到无机陶瓷类材料包覆的碳基导体聚合物颗粒。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述去除所述无机陶瓷类材料包覆的碳基导体聚合物颗粒中的颗粒聚合物包括以下步骤：

将所述无机陶瓷类材料包覆的碳基导体聚合物颗粒加入到颗粒聚合物溶剂中，溶解去除所述颗粒聚合物；

或者，烧结所述无机陶瓷类材料包覆的碳基导体聚合物颗粒，以去除所述颗粒聚合物。