[发明专利]一种准固态电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种准固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤包括：

1)钛源在碱性条件下水解得到沉淀，再加入酸性物质，将所述沉淀溶解后得到溶液A；将锂源、铝源、磷源和溶液A混合，充分搅拌得到溶液B；将表面活性剂与溶剂Ι混合，充分搅拌得到溶液C；

2)将步骤1)中配制的溶液B与溶液C混合，搅拌均匀后得到胶状前驱体，再经焙烧得到陶瓷电解质；

3)将聚合物与溶剂ΙΙ混合，充分搅拌后得到聚合物溶液，再将步骤2)制备的陶瓷电解质与锂盐分散于所述聚合物溶液中，充分搅拌后形成粘稠胶状体，经浇注、干燥处理得到薄膜状固态电解质；

4)配制浓度为0.5～2mol/L的锂盐/离子液体，将步骤3)制备的薄膜状固态电解质在所述锂盐/离子液体中浸置12～36小时，除去多余的离子液体溶液，得到所述的准固态电解质；

所述准固态电解质的原料组成包括聚合物、陶瓷电解质、锂盐和离子液体；

所述聚合物包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚碳酸亚丙酯；

所述陶瓷电解质包括主相磷酸钛铝锂和杂相TiP₂O₇/TiO₂；

所述离子液体为含氟的咪唑类离子液体。

2.根据权利要求1所述的准固态电解质的制备方法，其特征在于，按质量百分比计，原料组成包括：

3.根据权利要求1或2所述的准固态电解质的制备方法，其特征在于，所述聚合物中，聚碳酸亚丙酯的质量百分比为30～70％。

4.根据权利要求1或2所述的准固态电解质的制备方法，其特征在于，所述陶瓷电解质，颗粒尺寸为100～500nm；

所述陶瓷电解质中，杂相的质量百分比为2～10％。

5.根据权利要求1或2所述的准固态电解质的制备方法，其特征在于，所述锂盐选自高氯酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或几种；

所述离子液体选自1-丙基-3甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-3甲基咪唑双(三氟甲磺酰基)亚胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的准固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤1)中：

所述钛源、锂源、铝源和磷源的摩尔比为1.65～1.75:1.25～1.35:0.25～0.35:2.95～3.05；

所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种，溶剂Ι选自乙醇、丙醇、乙二醇中的至少一种，溶液C的浓度为100～300克/升；

所述表面活性剂与所述钛源的重量比为1～10。

7.根据权利要求1所述的准固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤2)中：

所述搅拌在70～90℃下进行；

所述焙烧在空气气氛中进行，焙烧温度为500～700℃，升温速率为1～3℃/分钟，焙烧时间为5～20小时。

8.根据权利要求1所述的准固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤3)中：

所述溶剂ΙΙ选自甲基吡咯烷酮、无水乙腈中的一种或两种，聚合物的浓度为20～40克/升；

所述聚合物、陶瓷电解质与锂盐的质量比为30～50：2～10：1～8；

所述干燥分两步进行，首先在50～70℃下空气气氛中干燥12～48小时，然后在50～70℃下真空中干燥12～36小时。