[发明专利]一种全固态聚合物固体电解质及其制备方法

说明书

本发明提供了一种全固态聚合物固体电解质及其制备方法，全固态聚合物固体电解质包括无机填料、PEO和锂盐，无机填料包括MoSi₂或者MoSi₂与无机氧化物的混合物。通过在PEO中添加MoSi₂，使PEO聚合物固体电解质具有优良的热稳定稳定性能，提高了PEO聚合物固体电解质的电导率，改善聚合物固体电解质与电极的相容性能，减小与电极界面的阻抗，改善电池循环性能，提高了PEO‑TiO₂聚合物固体电解质的电导率。

技术领域

本发明涉及固体电解质技术领域，尤其涉及一种全固态聚合物固体电解质及其制备方法。

背景技术

聚合物电解质是目前常用的锂电池制备材料。其中聚氧化乙烯(PEO)由于具有非常良好的锂盐溶解能力和高的介电常数广泛应用于锂电池的制备。

但是，目前存在的聚氧化乙烯基聚合物固体电解质的电导率低电导率为10^-8～10^-6S cm^-1，电化学窗口窄为4.7V，聚氧化乙烯基聚合物固体电解质的结晶度高达73.7％。严重影响了材料的导电率，同时聚氧化乙烯基聚合物固体电解质的机械性能较差、热稳定性差，聚合物固体电解质与电极之间的接触阻抗很大。这些严重影响了锂金属电池的电化学性能。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，本发明提供一种全固态聚合物固体电解质及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种全固态聚合物固体电解质及其制备方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

为了实现上述目的，本发明提供了一种全固态聚合物固体电解质，所述固体电解质包括无机填料、PEO和锂盐，所述无机填料的质量为所述PEO和所述锂盐质量和的1～80％，所述无机填料包括MoSi₂或者MoSi₂与无机氧化物的混合物。

优选的，所述无机填料包括1～60质量份MoSi₂和100质量份无机氧化物。

优选的，所述无机填料的质量为所述PEO和所述锂盐质量和的5～50％；

和/或，所述无机填料包括5～40质量份MoSi₂和100质量份无机氧化物。

优选的，所述无机氧化物包括SiO₂、ZnO、Al₂O₃、HBO₂或TiO₂中的一种或多种。

优选的，所述PEO的分子质量为1w～100w；

和/或，所述PEO中的EO与所述锂盐中的锂原子的摩尔比为4～30：1。

优选的，所述锂盐包括LiTFSI、LiFSI、LiBOB、LiBF₄、LiODFB、LiClO₄或LiPF₆中的一种或多种。

本发明还提供了一种全固态聚合物固体电解质的制备方法，用于制备上述任一所述全固态聚合物固体电解质，所述制备方法包括以下步骤：

S1，在乙腈中溶解PEO和锂盐，得到聚合物浆料；

S2，在所述聚合物浆料中加入无机填料混合均匀，得到聚合固体电解质浆料，所述无机填料包括MoSi₂或者MoSi₂与无机氧化物的混合物；

S3，将所述聚合固体电解质浆料浇注在模具中，室温挥发去除多余溶剂，真空干燥，得到聚合物固体电解质膜。