[发明专利]一种锂电池用高离子导体缓冲液及其制备方法以及应用

说明书

本发明公开了一种锂电池用高离子导体缓冲液的应用，其特征在于：将权利要求7内得到的缓冲溶液均匀涂覆在正极和负极表面，按照正极、隔膜、负极的顺序组装成锂离子电池，组装后的电池整体阻抗在0.6‑1.1Ω，电池容量发挥在137‑145mAh/g。本发明的优点是：本发明高离子导体缓冲液，可以用在正极、负极、隔膜之间，作为缓冲层改善的不同物体间的界面特性，降低界面阻抗，提高电池的性能，同时也可以用于常规隔膜，取代常规电解液。

技术领域

本发明涉及新能源锂电池领域，涉及了一种锂电池用高离子导体缓冲液，还涉及一种锂电池用高离子导体缓冲液的制备方法，尤其涉及一种锂电池用高离子导体缓冲液的应用。

背景技术

二次锂电池具有寿命长、比容大、环境污染小、无记忆效应等优点，但在二次电池实用化之前，还有一些问题没有解决，如含有可燃性有机物电解液、电池易发生漏液、电极腐蚀甚至氧化燃烧等安全隐患。为了解决这一问题，大量的科研工作者投身于固态电池的研究中。

全固态锂离子电池具有高安全性能、高能量密度、优异的电化学稳定性等优点。全固态锂离子电池主要由固体正极、固态电解质、固体负极三部分组成，与商用锂电池相比，固体电解质材料同时起到了锂盐、有机溶剂和隔膜三部分的作用，无任何液体成分，完全消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患，热稳定性更高，因而安全性能够得到保证。

同时由于固体电解质的固态特性，使得固态电池具有优良的的机械加工性能，可以根据要求制作成不同的形状。

但是固态电池也有着自身的急需解决的问题：(1)电池材料的性能上难以满足实际应用的要求，其中电解质隔膜的电导率低；(2)正负极与电解质膜的界面阻抗过大，影响电池充放电的倍率特性等；(3)采用锂电极的安全性尚未真正解决。

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，提供一种锂电池用高离子导体缓冲液及其制备方法以及应用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种锂电池用高离子导体缓冲液，此高离子导体缓冲液包括溶剂、添加剂、增稠剂、锂盐以及无机材料粉体，按照以下质量比混合：溶剂：添加剂：增稠剂：锂盐：无机材料粉体＝50-87：1-7：1-15：1-20：1-38。

所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯中一种或几种。

所述添加剂包括亚硫酸乙烯酯，亚硫酸丙烯酯，碳酸亚乙烯酯，丁磺酸内酯中一种或几种。

所述增稠剂包括聚氧化乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚偏氟乙烯中一种或几种。

所述锂盐包括LiClO4，LiBF4，LiPF6，LiTFSI，LiAsF6中一种或几种。

所述无机材料粉体包括锂镧锆钽氧、锂镧钛氧、锂镧锆氧、氧化铝、氧化锆中一种或几种。

一种锂电池用高离子导体缓冲液的制备方法，步骤一：取增稠剂加入到部分溶剂中，在45℃下采用机械混合方式使两者充分溶解混合，完全混合后依照上述质量比依次加入添加剂和锂盐，持续搅拌至溶解；步骤二：取无机材料粉体和剩余溶剂进行混合，经过球磨、超声分散后，按照比例加步骤一溶液中，并继续采用机械搅拌至完全分散，所得溶液在小于-90kPa真空条件下静置2h，得到粘稠均匀的缓冲液。

所述无机材料粉体与剩余溶剂的质量比为1:1-2。

一种锂电池用高离子导体缓冲液的应用，将权利要求7内得到的缓冲溶液均匀涂覆在正极和负极表面，按照正极、隔膜、负极的顺序组装成锂离子电池，组装后的电池整体阻抗在0.6-1.1Ω，电池容量发挥在137-145mAh/g。

所述隔膜采用PP、PE、PP\PE\PP隔膜或对应的陶瓷隔膜。