[发明专利]复合电解质膜、复合电解质膜的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种涂层保护的复合电解质膜，其特征在于，包括复合电解质膜和聚氧化乙烯涂层，所述聚氧化乙烯涂层包括聚氧化乙烯和锂盐，所述复合电解质膜包括以下各组分：

10 wt.%~60 wt.%的纳米级卤素掺杂的硫代锂快离子导体；

20 wt.%~40 wt.%的锂盐；

聚氧化乙烯；及

聚碳酸丙烯脂，

其中，所述聚氧化乙烯和所述聚碳酸丙烯脂的质量比为1∶5~50∶1；

其中，所述纳米级卤素掺杂的硫代锂快离子导体的颗粒尺寸为10 nm ~100 nm。

2.如权利要求1所述的涂层保护的复合电解质膜，其特征在于，所述纳米卤素掺杂的级硫代锂快离子导体包括Li4-xSi1-xPxS4-yAy中的一种或几种，式中A为F、Cl、Br或I，0≤y≤0.5；所述纳米级卤素掺杂的硫代锂快离子导体的颗粒尺寸为10 nm ~100 nm。

3.如权利要求1所述的涂层保护的复合电解质膜，其特征在于，所述锂盐包含高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双（三氟甲基磺酸）亚胺锂及三（三氟甲基磺酸）甲基锂中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的涂层保护的复合电解质膜，其特征在于，所述复合电解质膜的厚度100 μm~400 μm，所述复合电解质膜的离子电导率为2×10-5 S/cm~2×10-4 S/cm。

5.一种制备如权利要求1至4中任一所述的涂层保护的复合电解质膜的制备方法，其特征在于，所述复合电解质膜的制备方法包括：

制备米级硫代锂快离子导体步骤：将Li2S、AS2、P2S5及卤盐分散在有机溶剂中，边搅拌边蒸发溶剂，蒸发溶剂后得到前驱体粉末，煅烧后得到卤素掺杂的纳米级硫代锂快离子导体，式中，AS2为SiS2、GeS2及SnS2中的任意一种；

复合步骤：将聚氧化乙烯、聚碳酸丙烯脂及有机溶剂混合加热溶解，再加入卤素掺杂的纳米级硫代锂快离子导体和锂盐，分散均匀，倒入成型模具内，恒温蒸发溶剂后得到复合电解质膜；

将聚氧化乙烯和锂盐溶于有机溶剂，涂覆到所述复合电解质膜上，溶剂蒸发后真空恒温干燥，得到聚氧化乙烯涂层保护的复合电解质膜。

6.如权利要求5所述的涂层保护的复合电解质膜的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙腈、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺及N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

7.如权利要求5所述的涂层保护的复合电解质膜的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为300 ℃~600 ℃，煅烧的升温速率为0.1 ℃/min~10 ℃/min，煅烧时间4 h~2 h，所述复合步骤在25 ℃~60 ℃下进行。

8.一种如权利要求1至4中任一所述的涂层保护的复合电解质膜的应用，其特征在于，所述复合电解质膜用于锂电池中。

9.如权利要求8所述的涂层保护的复合电解质膜的应用，其特征在于，将聚氧化乙烯和锂盐溶于有机溶剂，涂覆到所述复合电解质膜上，溶剂蒸发后真空恒温干燥，得到聚氧化乙烯涂层保护的复合电解质膜。

10.如权利要求9所述的涂层保护的复合电解质膜的应用，其特征在于，所述聚氧化乙烯涂层的厚度为5 μm~50 μm，所述溶剂蒸发的温度为25 ℃~60 ℃，所述真空恒温干燥的温度为40 ℃~80 ℃，所述真空恒温干燥的时间3 h~48 h。