[发明专利]复合聚合物电解质及其制备方法和锂电池

权利要求书

1.一种复合聚合物电解质，其特征在于，包括有机聚合物、无机导锂材料、偶联剂和锂盐，所述无机导锂材料在所述复合聚合物电解质中，沿厚度方向的质量分布呈递增或递减变化；

所述无机导锂材料在所述复合聚合物电解质中的质量占比均满足1%~20%。

2.根据权利要求1所述的复合聚合物电解质，其特征在于，所述无机导锂材料在所述复合聚合物电解质中的质量分布呈阶梯式或线性变化。

3.根据权利要求1或2所述的复合聚合物电解质，其特征在于，所述无机导锂材料在所述复合聚合物电解质中的质量分布变化至少为三次。

4.根据权利要求3所述的复合聚合物电解质，其特征在于，基于无机导锂材料的质量分布变化，所述复合聚合物电解质为多层复合结构。

5.权利要求1-4任一项所述的复合聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括如下过程：

将有机聚合物与锂盐制成聚合物电解质胶浆，将无机导锂材料经偶联剂处理成为改性无机导锂材料；

利用上述聚合物电解质胶浆和改性无机导锂材料分别配制多个含不同质量分数的无机导锂材料的复合聚合物电解质浆料；

使无机导锂材料质量分数以递增或递减的方式，将多个所述复合聚合物电解质浆料复合成为所述复合聚合物电解质；

所述复合方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、狭缝涂布法、刮刀涂布法、微凹版涂布法和3D打印法中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的复合聚合物电解质的制备方法，其特征在于，采用狭缝涂布法时，包括如下步骤：

S101：将有机聚合物与锂盐制成聚合物电解质胶浆，将无机导锂材料经偶联剂处理成为改性无机导锂材料；

S102：利用上述聚合物电解质胶浆和改性无机导锂材料分别配制n个含不同质量分数的无机导锂材料的复合聚合物电解质浆料；

S103：通过狭缝涂布的方式在基底上涂覆一层某一质量分数的无机导锂材料的复合聚合物电解质浆料并烘干，得到第一层复合聚合物电解质；

S104：在烘干后的所述复合聚合物电解质浆料外侧再涂覆一层具有一定质量分数的无机导锂材料的复合聚合物电解质浆料并烘干，得到第二层复合聚合物电解质；

S105：采用步骤S104的方式得到第n层复合聚合物电解质，其中，第n层的复合聚合物电解质中的无机导锂材料的质量分数小于第n-1层的复合聚合物电解质中的无机导锂材料的质量分数；

或采用3D打印法时，采用如下步骤：

S201：将有机聚合物与锂盐制成聚合物电解质胶浆，将无机导锂材料经偶联剂处理成为改性无机导锂材料；

S202：利用上述聚合物电解质胶浆和改性无机导锂材料分别配制n个含不同质量分数的无机导锂材料的复合聚合物电解质浆料；

S203：将n个不同质量分数的所述复合聚合物电解质浆料送入3D打印机中，按照无机导锂材料在所述复合聚合物电解质中的质量分数递增或递减进行逐层打印，得到所述复合聚合物电解质。

7.根据权利要求6所述的复合聚合物电解质的制备方法，其特征在于，在所述步骤中，n≥3。

8.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片和隔膜，所述隔膜为权利要求1-4任一项所述的复合聚合物电解质制成的。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池，所述的复合聚合物电解质从负极侧至正极侧的质量分布呈递减变化。

10.权利要求8或9所述的锂离子电池的制备方法，将所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜以卷绕或叠片的方式组装，得到锂离子电池。