[发明专利]一种固态电解质及其制备方法、以及固态电池

权利要求书

1.一种固态电解质，其特征在于：按质量百分含量计，包括以下组分：10％-60％陶瓷基离子导体，40％-90％聚合物离子导体，0.5％-10％锂盐；所述聚合物离子导体包括基础聚合物和掺杂剂；所述聚合物离子导体中含有硫基和苯基官能团。

2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：所述基础聚合物和掺杂剂的质量比为1：(1-8)；所述基础聚合物为聚对苯硫醚、聚间苯硫醚、聚二苯并噻吩硫中的一种；所述掺杂剂为四氯对苯醌、2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌、2-氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷、7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷中的一种。

3.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：所述陶瓷基离子导体为Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li_xLa_2/3-xTiO₃、Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃、LiAlO₂、Li_7-xLa₃Zr_2-xM_x0₁₂、Li_7+xGeP_3-xS₁₁、_xLi₂S·(_100-x)P₂S₅中的至少一种；其中：Li_7-xLa₃Zr_2-xM_x0₁₂中M＝Ta或Nb，0.25＜x＜2。

4.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：所述锂盐为LiFP₆、LiBF₄、LiBOB、LiTFSI、LiFSI、LiDFOB、LiClO₄、LiAsO₄中的至少一种。

5.如权利要求1-4任一项所述的固态电解质的制备方法，其特征在于：步骤如下：

(1)对基础聚合物和掺杂剂的混合物进行加热，通过加热使材料熔融，产生用于传输和迁移锂离子的位点，形成聚合物离子导体，冷却后研磨成粉末备用；

(2)将锂盐、聚合物离子导体、陶瓷基离子导体加入极性溶剂中溶解，得到浆料状胶液；将浆料状胶液涂覆于基材上，干燥后在基材上形成膜状材料，即为固态电解质。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述加热的温度为150～280℃；所述极性溶剂为四氢呋喃、丙酮、异丙醇中的一种；所述基材为金属薄膜，金属薄膜的材质为铜或铝。

7.一种固态电池，其特征在于：包括正极极板、负极极板以及权利要求1-4任一项所述的固态电解质，所述固态电解质位于正极极板和负极极板之间。

8.根据权利要求7所述的固态电池，其特征在于：所述正极极板包括集流体和负载在集流体上的正极活性材料；所述正极活性材料包括导电剂、粘结剂、电解液和表面包覆有陶瓷基离子导体的正极材料。