[发明专利]一种用于抑制锂枝晶生长的碳氮聚合物基准固态电解质及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201710036162.4 | 申请日： | 2017-01-17 |
| 公开（公告）号： | CN108321432B | 公开（公告）日： | 2019-12-17 |
| 发明（设计）人： | 李驰麟;胡九林;田靖 | 申请（专利权）人： | 中国科学院上海硅酸盐研究所 |
| 主分类号： | H01M10/0567 | 分类号： | H01M10/0567;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 31261 上海瀚桥专利代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 曹芳玲;郑优丽 |
| 地址： | 200050 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 聚合物 碳氮 准固态电解质 电解液填充 锂枝晶 轻质 制备方法和应用 生长 固态电解质 锂金属电池 电解液 分层结构 有效抑制 锂负极 可用 泥状 枝晶 制备 吸收 | ||
1.一种用于抑制锂枝晶生长的轻质碳氮聚合物基准固态电解质，其特征在于，所述轻质碳氮聚合物基准固态电解质为泥状准固态电解质，包括电解液、和电解液填充剂，所述电解液填充剂为轻质碳氮聚合物，所述轻质碳氮聚合物基准固态电解质中轻质碳氮聚合物的质量百分比为20 ～25wt%；
所述电解液包括溶质和溶剂，所述溶质为双三氟甲磺酰亚胺锂LiTFSI、六氟磷酸锂LiPF6、高氯酸锂LiClO4、双氟磺酰亚胺锂LiFSI中的至少一种；所述溶剂为二甘醇二甲醚DGM、三乙二醇二甲醚TEGDME、离子液体1-乙基-3甲基双三氟甲烷磺酰亚胺 EmimTFSI、碳酸乙烯酯EC和二甲基碳酸酯DMC中的至少一种；所述电解液中溶质的浓度为0.5～1.5 mol/L。
2.根据权利要求1所述的轻质碳氮聚合物基准固态电解质，其特征在于，所述轻质碳氮聚合物包括自组装的三维介孔球g-C3N4、二维纳米薄层g-C3N4、氧掺杂的剥离少层O-g-C3N4、S掺杂的S-g-C3N4中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的轻质碳氮聚合物基准固态电解质，其特征在于，所述电解液为溶质为双三氟甲磺酰亚胺锂LiTFSI的二甘醇二甲醚DGM溶液、溶质为LiTFSI 的三乙二醇二甲醚TEGDME溶液、或溶质为六氟磷酸锂LiPF6的体积比为1:1的碳酸乙烯酯EC和二甲基碳酸酯DMC溶液；所述电解液中溶质的浓度为0.5～1.5 mol/L。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的轻质碳氮聚合物基准固态电解质的制备方法，其特征在于，将轻质碳氮聚合物与电解液充分混合，得到所述轻质碳氮聚合物基准固态电解质。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述轻质碳氮聚合物的粒径分布为3.5～8μm。
6.一种基于轻质碳氮聚合物基准固态电解质的锂金属对称电池体系，其特征在于，所述锂金属对称电池体系包括权利要求1-3中任一项所述的轻质碳氮聚合物基准固态电解质、以及位于轻质碳氮聚合物基准固态电解质两侧的金属锂片。
7.一种基于轻质碳氮聚合物基准固态电解质的锂金属电池，其特征在于，所述锂金属电池包括正极、负极、以及位于所述正极和负极之间的权利要求1-3中任一项所述的轻质碳氮聚合物基准固态电解质，所述负极为金属锂片，所述正极为FeS2、碳硫复合物、LiFePO4、LiMn2O4、LiCoO2、富镍三元体系和富锂锰基固溶体中的至少一种。
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