[发明专利]一种固态电解质及其制备方法、固态电池和电子设备

说明书

本发明实施例涉及一种多孔陶瓷基复合固态电解质及其制备方法、固态电池和电子设备，包括多孔陶瓷基复合固态电解质基体和添加剂，优选为含氟添加剂；所述多孔陶瓷基复合固态电解质基体由含有无机固态电解质纳米颗粒、高分子聚合物和锂盐的材料制成；所述高分子聚合物为丙烯酸酯类聚合物或含氟丙烯烃共聚物。该固态电解质，机械性能优异，离子电导率高，电化学窗口宽。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种多孔陶瓷基复合固态电解质及其制备方法、固态电池及电子设备。

背景技术

固态电解质的研究已经取得了较大进展，然而，现有技术中，固态电解质仍然存在机械性能、离子电导率、电化学窗口有待改进的缺陷，固态锂离子电池的容量、库伦效率和循环寿命仍然有待提高。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明实施例提出以下技术方案。

根据本发明的第一个方面，本发明实施例提出了一种多孔陶瓷基复合固态电解质。

1一种多孔陶瓷基复合固态电解质，包括多孔陶瓷基复合固态电解质基体和添加剂，优选为含氟添加剂；

所述多孔陶瓷基复合固态电解质基体由含有无机固态电解质纳米颗粒、高分子聚合物和锂盐的材料制成；所述高分子聚合物为丙烯酸酯类聚合物或含氟丙烯烃共聚物。

2如1所述的多孔陶瓷基复合固态电解质，所述高分子聚合物选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及二者的衍生物中的一种或多种，优选为聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。

3如1或2所述的多孔陶瓷基复合固态电解质，所述无机固态电解质纳米颗粒选自下述材料中的一种或多种：

Li₇La₃Zr₂O₁₂；

Li_xLa_2/3-xTiO₃，其中，0﹤X﹤3；

Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃，其中，0﹤X﹤2；

LiAlO₂；

Li_7+xGe_xP_3-xS₁₁，其中，0﹤X﹤3；

xLi₂S·(100-x)P₂S₅，其中，0﹤X﹤100；

Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂，其中，0.25﹤X﹤2，M取自Ta、Nb、Al中的一种或多种。

4如1所述的多孔陶瓷基复合固态电解质，所述锂盐为双(三氟甲基磺酸)亚胺锂、高氯酸锂、六双(氟磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酸)甲基锂、双草酸硼酸锂、氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂中的一种或多种。

5如1所述的多孔陶瓷基复合固态电解质，所述添加剂为氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸甲乙酯及二者的衍生物中的一种或多种。

6如1-5之一所述的多孔陶瓷基复合固态电解质，基于所述多孔陶瓷基复合固态电解质的质量，所述无机固态电解质纳米颗粒的质量分数为15-85％，所述高分子聚合物的质量分数为5-30％，所述锂盐的质量分数20-60％，所述添加剂的质量分数5-35％。

根据本发明的第二个方面，本发明实施例提出了一种如1-6之一所述的多孔陶瓷基复合固态电解质的制备方法。