[发明专利]一种无机快离子导体纳米纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述复合全固态电解质薄膜包括第一高分子聚合物、锂盐以及无机快离子导体纳米纤维；所述无机快离子导体纳米纤维的制备方法包括：对纺丝前驱体溶液进行气流气泡纺丝，而后进行高温烧结，得到所述无机快离子导体纳米纤维；

所述气流气泡纺丝包括：对纺丝前驱体溶液施加气流产生气泡，而后将产生的气泡破裂并拉伸喷射；产生所述气泡用气流速率为2-10 L/min，所述气泡破裂的气场中的气流速率为400-1200 L/min；所述气泡气流纺丝的纺丝间距为10-25 cm；

所述纺丝前驱体溶液的制备方法包括：将金属盐和第二高分子聚合物加入有机溶剂中，混合，陈化，得到所述纺丝前驱体溶液；

所述纺丝前驱体溶液中金属盐的浓度为0.05-2.5 mol/L，所述纺丝前驱体溶液中第二高分子聚合物的浓度为0.03-0.20 kg/L，所述陈化的温度为15-40℃，所述陈化的时间为6-12 h；

所述金属盐的化学式包括Li_3xLa_2/3-xTiO₃、Li_1+yAl_yTi_2-y(PO₄)₃或Li_7-zLa₃Zr_2-zM_zO₁₂中的任意一种或至少两种的组合，其中0.04＜x＜0.2，0.1＜y＜0.6，0＜z＜2，M为Ta、Nb或Bi中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述第二高分子聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯乙酸脂、聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯或聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述第二高分子聚合物的数均分子量为20-150万。

4.根据权利要求1所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、乙二醇、异丙醇、乙酰丙酮、冰醋酸或N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述混合是在搅拌条件下进行的。

6.根据权利要求1所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述高温烧结是在高温炉内进行的。

7.根据权利要求1所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述制备方法还包括对气流气泡纺丝得到的纤维进行干燥。

8.根据权利要求7所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述干燥的温度为50-100℃。

9.根据权利要求7所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述干燥的时间为5-15h。

10.根据权利要求1所述的复合全固态电解质薄膜，其特征在于，所述高温烧结包括：第一步，以2-5℃/min的升温速率从25℃升温至500℃，保温1-2 h；第二步，以5-10℃/min的升温速率从500℃升温至700-1000℃，保温2-6 h；第三步，以5-10℃/min的降温速率从700-1000℃降温至25℃。