[发明专利]改性无机-有机复合固态电解质膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性无机-有机复合固态电解质膜，其特征在于，包括：表面有机改性的无机氧化物电解质、锂盐、有机聚合物电解质和催化剂。

2.根据权利要求1所述的改性无机-有机复合固态电解质膜，其特征在于，包括：5-70重量份数的表面有机改性的无机氧化物电解质、5-50重量份数的锂盐、10-80重量份数的有机聚合物电解质和0.1-5重量份数的催化剂。

3.根据权利要求1所述的改性无机-有机复合固态电解质膜，其特征在于，所述催化剂选自三乙胺、三乙醇胺、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二叔丁基中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的改性无机-有机复合固态电解质膜，其特征在于，所述表面有机改性的无机氧化物电解质的制备方法如下：

(a)将表面活性剂和乙醇溶液混合，超声波搅拌分散，以便得到表面活性剂溶液；

(b)采用酸将所述表面活性剂溶液的pH值调至2-4，超声波搅拌分散；

(c)将步骤(b)所得溶液与无机氧化物电解质混合，搅拌分散，以便得到悬浮液；

(d)将所述悬浮液洗涤至中性，抽滤，干燥，研磨，以便得到所述表面有机改性的无机电解质。

5.根据权利要求4所述的改性无机-有机复合固态电解质膜，其特征在于，所述表面活性剂选自γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种；

任选地，所述表面活性剂的质量是所述无机氧化物电解质的0.1％-5％；

任选地，所述无机氧化物电解质选自LLZO、LLZTO、LLZGO、LLTO、LAGP、LiZr₂(PO₄)₃、Li₃N、LiPON、Li₃OCl、Li₁₄Zn(GeO₄)₄、Li₅La₃M₂O₁₂、Li₃PO₄中的一种或多种，其中，M＝Ta或者Nb；

任选地，所述酸选自柠檬酸、硬脂酸、草酸中的一种或多种；

任选地，在步骤(a)中，所述超声波搅拌分散的时间为1-30min；

任选地，在步骤(b)中，所述超声波搅拌分散的时间为10-60min；

任选地，在步骤(c)中，所述搅拌分散的温度为40-70摄氏度，所述搅拌分散的时间为4-6h。

6.根据权利要求1所述的改性无机-有机复合固态电解质膜，其特征在于，所述有机聚合物电解质选自聚氧化乙烯、聚胺类、聚醚类、聚硫醚类、聚丙烯腈类、聚丙烯酸酯类、聚碳酸酯类中的一种或多种；

任选地，所述锂盐选自双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、双三氟甲基璜酰亚胺锂、双氟璜酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、六氟砷酸锂、二氟草酸硼酸锂中的一种或多种。

7.一种制备权利要求1-6任一项所述的改性无机-有机复合固态电解质膜的方法，其特征在于，包括：

(1)将有机聚合物电解质和有机溶剂混合，搅拌分散，以便得到有机聚合物电解质溶液；

(2)将所述有机聚合物电解质溶液和表面有机改性的无机氧化物电解质或者表面有机改性的无机氧化物电解质溶液混合，搅拌分散，以便得到混合溶液；

(3)将锂盐、催化剂与所述混合溶液混合，搅拌分散，以便得到复合固态电解质浆料；

(4)将所述复合固态电解质浆料成膜，以便得到改性无机-有机复合固态电解质膜。