[发明专利]一种制备固态电解质膜工艺改进方法

说明书

本发明公开了一种制备固态电解质膜工艺改进方法，通过使用粘结剂、助剂、固态电解质粉按照一定比例均匀混合。先在搅拌机混合均匀，然后再用气流磨混合。得到均匀干粉后有两种处理方式：一种是使用强剪切力的设备处理，最后通过多次高温辊压制备得到固态电解质薄膜；另一种是使用柱塞式挤出机，先形成连续的棒材，再经过辊压机辊压制备固态电解质膜。本发明针对较难连续成型或拉升强度低的材料可以生产出电导率优越、厚度均匀性好、密度高、韧性强的固态电解质膜，同时不需大量使用有机溶剂，环境友好，可用于制备全固态电池。

技术领域：

本发明属于锂电池制造工艺，具体涉及一种制备固态电解质膜工艺改进方法。

背景技术：

锂离子电池由于其较高的能量密度广泛地应用于移动电子设备，电动汽车以及各种储能设备。但是传统的锂离子电池由于使用有机液体电解液，存在着巨大的安全隐患。近年来，基于固体电解质的固态电池因其高的能量密度，更长的循环寿命，较好的安全性等优点引起了人们的广泛关注。

对于传统锂离子电池而言，正极、负极、隔膜和电解液是缺一不可的。电解液是一种液态电解质，作为在正极与负极之间锂离子传导的重要载体，电解液将会直接影响到组装成品电池的各项电化学性能。

在现有的固态电解质膜制备工艺，已经报道的有溶剂浇铸法、涂覆法、倒相法、流延法、静电纺丝法。这些方法都要使用有机溶剂，给环境带来了污染，同时制备出的固态电解质膜电导率较低，应用难。

专利CN 110416600 A公开了一种聚合物电解质膜和固态电池，该方法使用溶液浇铸法，使用有机溶剂制备浆料，然后通过模具蒸发溶剂的方法制备只能用于组装扣电的电解质膜。该方法不适合大规模量产，大量蒸发有机溶剂对环境有污染，溶剂回收成本高。

专利CN 108808083 A公开了固态电解质膜制备方法，该专利使用涂覆法生产固态电解质膜，通过将聚合物制成溶液，无纺布浸涂聚合物后烘干溶剂再辊压成膜。该方法依然需要大量使用溶剂，蒸干溶剂容易造成环境污染，且未公开固态电解质膜主要电性能数据。

发明内容：

本发明提出了一种制备固态电解质膜工艺改进方法，解决了现有固态电解质膜生产大量使用溶剂成本高、回收难、污染大的问题；同时本发明制备的固态电解质膜有着良好的电导率，使全固态电池生产成为可能。

本发明的技术方案如下：

一种制备固态电解质膜工艺改进方法，包括如下步骤：

(1)称取0.1-1wt％的助剂A、5-10wt％的粘结剂和89-94.9％的固态电解质粉，采用具有一定剪切力的搅拌机混合搅拌1-3h，转速控制在300-1000r/min；

(2)使用气流磨混合步骤(1)得到的干粉，粉碎压力为0.5-1.2MPa，加料压力为0.5-1.2MPa；

(3)将步骤(2)得到的粉体加入0.1-20wt％的助剂B，使用三维混料机搅拌0.5-3h；

(4)利用步骤(3)得到的材料制备成连续薄膜；

(5)将步骤(4)制得的薄膜经过多辊烘箱，在100-1000℃加热保温1-10h后退火处理。

优选地，步骤(2)还包括将粉碎后得到的粉体在20-300℃通过强剪切力设备，得到具有一定大小的颗粒。

优选地，步骤(4)包括如下步骤：

1)将步骤(3)所得材料在80-150℃条件下用卧式辊压机压成100-300μm的连续薄膜；

2)将连续薄膜在100-180℃条件下用立式辊压机压成10-30μm的连续薄膜。

优选地，步骤(4)包括如下步骤：