[发明专利]无机固态电解质薄膜及其制备方法及无机全固态电池

权利要求书

1.一种无机固态电解质薄膜，包括：

聚合物基体；以及

无机电解质颗粒；

其特征在于，

所述无机电解质颗粒形成单颗粒分散层并分散于所述聚合物基体，且所述无机电解质颗粒的头部和尾部均露出于所述聚合物基体；

所述无机电解质颗粒包括硫系固态电解质。

2.根据权利要求1所述的无机固态电解质薄膜，其特征在于，所述硫系固态电解质选自Li₁₀GeP₂S₁₂、Li₁₀SnP₂S₁₂、Li₁₀SiP₂S₁₂、Li₂S-P₂S₅-LiI、Li₂S-P₂S₅、B₂S₃-Li₂S-LiI、Li₂S-SiS₂-LiPO₄、Li₂S-SiS₂-Li₄SiO₄、Li_3.25Ge_0.25P_0.24S₄、Li₁₀GeP₂S₁₁中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的无机固态电解质薄膜，其特征在于，所述聚合物基体选自不导电子和离子且不与所述无机电解质颗粒反应的聚合物。

4.根据权利要求3所述的无机固态电解质薄膜，其特征在于，所述聚合物基体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁腈橡胶、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的无机固态电解质薄膜，其特征在于，所述硫系固态电解质的电导率大于等于10^-4S/cm，优选为大于等于10^-3S/cm。

6.根据权利要求1所述的无机固态电解质薄膜，其特征在于，所述硫系固态电解质的颗粒度为10μm～100μm，优选为40μm～80μm。

7.根据权利要求1所述的无机固态电解质薄膜，其特征在于，所述无机固态电解质薄膜的厚度小于等于100μm。

8.一种无机固态电解质薄膜的制备方法，用于制备权利要求1-7中任一项所述的无机固态电解质薄膜，其特征在于，包括步骤：

(1)将聚合物和有机溶剂混合配成聚合物溶液，将聚合物溶液涂覆于衬底表面；

(2)将无机电解质颗粒分散制成单颗粒分散层，在衬底表面的聚合物溶液中的有机溶剂未完全挥发时，将衬底涂覆有聚合物溶液的一面按压在无机电解质颗粒形成的单颗粒分散层上；

(3)将衬底翻转，使涂覆有聚合物溶液的一面朝上，继续采用步骤(1)的方法分多次涂覆聚合物溶液直至对聚合物溶液进行热处理后得到的聚合物基体的厚度不小于无机电解质颗粒分散形成的单颗粒分散层的厚度；

(4)移除衬底并通过刻蚀的方法使单颗粒分散层中的无机电解质颗粒的头部和尾部均露出于聚合物基体，即得到无机固态电解质薄膜。

9.根据权利要求8所述的无机固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，聚合物基体的厚度与单颗粒分散层的厚度之差大于等于0且小于等于10μm，优选地，聚合物基体的厚度与单颗粒分散层的厚度之差大于等于0且小于等于0.5μm。

10.一种无机全固态电池，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的无机固态电解质薄膜。