[发明专利]一种ECO基固体聚合电解质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种ECO基固体聚合电解质，其特征在于：该固体聚合电解质包括由氯醚橡胶、锂盐、聚偏氟乙烯以及快离子导体陶瓷粉体，上述各组分的质量份数分别为：氯醚橡胶为50‑80，锂盐为5‑40，聚偏氟乙烯为0‑50，快离子导体陶瓷粉体为5‑30。一种ECO基固体聚合电解质的制备方法，包括如下制备步骤：物料的溶解和分散；物料的混合；成膜。优点是：以氯醚橡胶为基体，氯醚橡胶室温下为橡胶材料，有着良好的力学性能；与聚偏氟乙烯共混可进一步降低氯醚橡胶的规整性，并可通过调整聚偏氟乙烯的添加量调整体系的力学性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电解质材料的设计和制备领域，涉及了一种ECO 基固体聚合电解质，还涉及一种ECO基固体聚合电解质的制备方法。

背景技术

固体聚合电解质电池具有比能量高，不漏液，不易燃，结构简单，可以制成任意形状的超薄型电池等优点而备受关注。1973年，Wright等人发现聚醚碱金属盐复合物有较高的离子导电性后，以聚环氧乙烷(PEO)为基的固体聚合物电解质被广泛和深入的研究。由于PEO是结晶型聚合物，常温下为结晶态，结晶相的存在导致其室温电导率较低，在10^-7-10^-8S/cm之间，难以实际应用。人们通过共混，接枝，交联，无机粒子掺杂等多种方法来降低结晶区的比例以提高其室温电导率，但均未能达到实用要求。

因此，需要寻求一种新的技术来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是：针对上述不足，提供一种ECO基固体聚合电解质及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种ECO基固体聚合电解质，该固体聚合电解质包括由氯醚橡胶、锂盐、聚偏氟乙烯以及快离子导体陶瓷粉体，上述各组分的质量份数分别为：氯醚橡胶为50-80，锂盐为5-40，聚偏氟乙烯为0-50，快离子导体陶瓷粉体为5-30。

所述氯醚橡胶中的氯含量为15-30。

所述锂盐包含高氯酸锂，六氟砷酸锂，四氟硼酸锂，六氟磷酸锂，三氟甲基磺酸锂，双三氟甲烷磺酰亚胺锂，二(三氟甲基磺酰)亚胺锂，双草酸硼酸锂其中的一种或者几种。

所述聚偏氟乙烯的重均分子量为5.0×10⁴-8.0×10⁶。

所述快离子导体陶瓷粉体为Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)、Li_xLa_2/3-xTiO₃(LLTO)、 Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃(LLZO)、LiAlO₂(LAO)、Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂(M＝Ta,Nb)(0.25 ﹤X﹤2)(LLZMO)、Li_7+xGe_xP_3-xS₁₁(LGPS)等其中的一种或者几种。

一种ECO基固体聚合电解质的制备方法，包括如下制备步骤：步骤一：物料的溶解和分散：将氯醚橡胶、锂盐、聚偏氟乙烯分别分散在N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌至完全溶解，再将快离子导体陶瓷粉体分散在N-甲基吡咯烷酮溶液中,搅拌至分散均匀；步骤二：物料的混合：将以上四份溶液和分散液定量混合，搅拌至分散均匀；步骤三：成膜：将上述混合液浇注在平整的聚四氟乙烯板上，80℃下烘烤24小时，随后将试样置于80℃真空烘箱中干燥24 小时以除去剩余溶剂，即得固体聚合物电解质薄膜。