[发明专利]一种复合聚合物固态电解质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合聚合物固态电解质及其制备方法，包括如下重量份的组分：聚氧化乙烯PEO 120～200重量份、锂盐7～13重量份、STOBA 1～8重量份和固态电解质70～120重量份成。本发明采用混入锂盐和固态电解质以降低聚氧化乙烯的结晶度，同时锂盐和固态电解质都具有较高离子电导率，在三种材料复合之后能够进一步提高电解质的离子电导率，并且STOBA的加入则是有助于优化固态电解质膜(片)的安全性能。

技术领域

本发明属于固态电解质技术领域，具体涉及一种复合聚合物固态电解质及其制备方法。

背景技术

目前各国政策以及生态环境的破坏、能源匮乏等原因推动锂离子电池的大力发展。传统的锂离子电池由于产品构造及技术的局限性使得锂离子电池产品存在漏液、易燃易爆、使用温度范围窄等多种不足之处，而固态电池完全消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患，热稳定性更高；不必封装液体，支持串行叠加排列和双极结构，提高生产效率；电化学稳定窗口宽(可达5V以上)，可以匹配高电压电极材料，固体电解质一般是单离子导体，几乎不存在副反应，使用寿命更长。因此对于全固态锂离子电池的研发也应运而生。

传统液态锂电池主要包括正负极片、隔膜以及电解液，液态锂离子电池的结构组成具有局限性的技术难题，例如：液体电解质的易燃易爆的特性，以及隔膜占据一定的空间，而且高温状态下使用会使隔膜热缩，从而导致短路等问题。在电池正负极短路或者极端环境情况下，导致电池内部产生过多的热量，引起电解液等可燃性物质发热失控，引发起火和爆炸等事故。同时隔膜的存在也是传统锂电的一个诟病，导电金属物体在外力作用下穿刺隔膜引起电池短路。为了解决这些技术难题，现有技术中开发的硫化物固态电解质，具有较高的电导率，但是现有的硫化物固态电解质空气中的稳定性很差，而且固固界面形成的较高的空间电荷层，正负极与硫化物固态电解质体系匹配兼容性很差。上述技术的背景，要求实现高安全性、宽泛的工作温度的固态电池目标，提高生产效率等问题，还有一定难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合聚合物固态电解质。

本发明的另一目的在于提供上述复合聚合物固态电解质的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种复合聚合物固态电解质，包括如下重量份的组分：

其中，聚氧化乙烯PEO为100000～10000000，STOBA由马来酰亚胺类化合物和尿素类化合物以1～19∶1的质量比组成。

在本发明的一个优选实施方案中，所述锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂LiTFSI、LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃和LiN(CF₃SO₂)₂中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述固态电解质为Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃、La_0.5Li_0.sTiO₃、Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂、Li₁₀GeP₂S₁₂、LiPON和70Li₂S·30P₂S₅中的至少一种，上述X＝0～1。