[发明专利]基于LiI基小分子复合固态电解质的自成型锂碘电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于LiI基复合固态电解质的自成型锂碘电池，其特征在于：将LiI与LiIHPN进行复合后得到的LiI基复合材料，作为固态电解质，将其装配电池后，通过化成工艺在电解质两端自发形成正负极材料；

所述LiI基复合材料采用如下方法制备而成：

将LiI与LiIHPN按照质量比为3:2-4:1的比例，采用纯度为99％的LiI与LiIHPN进行固相研磨混合，得到LiI基复合材料；

所述LiIHPN采用如下方法制备而成：

将LiI与HPN按照摩尔比为1:1的比例混合后，将混合物在温度100-180℃下进行淬火处理，然后加入高纯度晶种得到LiIHPN；

高纯度晶种采用如下方法制备而成：将LiI(HPN)₂与LiI按照摩尔比为1:1的比例进行混合，将混合物进行固相研磨后，在130-150℃下高温淬火24-32h，然后缓慢降温得到高纯度晶种。

2.根据权利要求 1所述基于LiI基复合固态电解质的自成型锂碘电池，其特征在于：利用压制磨具，将LiI基复合材料在20-30MPa的压力下进行压制加工，得到LiI基复合材料的片状电解质材料。

3.一种权利要求1所述基于LiI基复合固态电解质的自成型锂碘电池的制备方法，其特征在于，其步骤如下：

a.合成LiI(HPN)₂材料：将纯度为99％的碘化锂在烘箱中干燥至少48h，将碘化锂与三羟基丙腈按照摩尔比为1:1的比例混合后，在温度为100-180℃的条件下进行至少24h的淬火处理，从而合成LiI(HPN)₂材料；

b.高纯度的LiIHPN材料的制备过程：

将在所述步骤a中所得的LiI(HPN)₂与LiI按照摩尔比为1:1的比例进行混合，充分研磨至少3小时后，在130-150℃下淬火至少24h，然后缓慢降温至不高于25℃，得到高纯度的LiIHPN材料；

c.LiIHPN材料的制备过程：

将在所述步骤a中所得的干燥的LiI与三羟基丙腈按照摩尔比为1:1的比例混合后，然后将混合物在温度100-180℃下进行高温淬火至少24h后，降温至不高于90℃淬火；然后将在所述步骤b中得到的高纯度的LiIHPN材料加入混合物中混匀，保持至少12h后，降至室温，得到LiIHPN材料；

d.LiI基小分子复合材料的制备过程：

将在所述步骤a中所得的干燥的LiI与在所述步骤c中得到的LiIHPN材料按照质量比为3:2-4:1的比例进行混合，然后将混合物进行固相研磨至少3h后，得到LiI基小分子复合材料；

e.电解质材料成型：

将在所述步骤d中得到的LiI基小分子复合材料在不低于20MP的压力下，压制至少3h后，形成片状电解质材料；

f.原位生成正负极过程：将在所述步骤e中得到的片状电解质材料组装到固态电池中，进行恒电流充电，使正负极自动形成，得到锂碘电池。

4.根据权利要求3所述基于LiI基复合固态电解质的自成型锂碘电池的制备方法，其特征在于，在所述步骤c中，按照高纯度的LiIHPN材料相对于在本步骤中采用的LiI的质量比不低于2wt.％的质量比，加入在所述步骤b中得到的高纯度的LiIHPN材料。