[发明专利]一种用于锂电池的双层固态电解质薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂电池的双层固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

一、将氧化物类锂离子导体型填料分散于溶剂Ⅰ中，加入表面处理剂，室温搅拌12h，形成分散液；将所得分散液依次进行离心、洗涤、超声分散，并重复三次；将第三次离心后的上层溶剂Ⅰ吸出，取出底部剩余的固相物，在80℃真空干燥12h，得到表面处理剂包覆型锂离子导体填料；其中所述的溶剂Ⅰ为去离子水、无水乙醇或丙酮；所述的表面处理剂为聚甲基丙烯酸甲酯的分散溶液；

二、将步骤一制备的表面处理剂包覆型锂离子导体填料分散于溶剂Ⅱ中，超声分散后形成分散液；称取占氧化物类锂离子导体型填料质量15％～40％的聚合物和占聚合物的质量33％～67％的锂盐，将聚合物、锂盐依次溶解于溶剂Ⅲ中，搅拌均匀后形成聚合物浓度为0.15～0.25g/mL的聚合物溶液；将表面处理剂包覆型锂离子导体填料的分散液加入聚合物溶液中，搅拌均匀后得到复合固态电解质溶液；所述的溶剂Ⅱ为N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮；溶剂Ⅲ为N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮；

三、称取聚合物和占聚合物质量33％～67％的锂盐，将聚合物和锂盐依次溶解于溶剂Ⅳ中，60℃搅拌24h，形成聚合物浓度为0.2～0.3g/mL的柔性聚合物固态电解质溶液；所述的溶剂Ⅳ为N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮；

四、将步骤二中制备的复合固态电解质溶液均匀的刮涂在平板基底上，真空干燥得到复合固态电解质湿膜；

五、将步骤三中制备的柔性聚合物固态电解质溶液均匀的刮涂在步骤四中制备的复合固态电解质湿膜的表面，真空干燥，得到双层固态电解质薄膜；

该双层固态电解质薄膜由复合固态电解质层和柔性聚合物固态电解质层组成；

其中复合固态电解质层由表面处理剂包覆型锂离子导体填料、聚合物和锂盐组成；聚合物的质量占表面处理剂包覆型锂离子导体填料质量的15％～40％；锂盐的质量占聚合物的质量的33％～67％；

柔性聚合物固态电解质层由锂盐和聚合物组成，锂盐的质量占聚合物的33％～67％。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池的双层固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤一所述的氧化物类锂离子导体型填料为铝掺杂磷酸钛锂、锗掺杂磷酸钛锂、锂镧钛氧、铝掺杂锂镧钛氧、锂镧锆氧、钽掺杂锂镧锆氧和铌掺杂锂镧锆氧中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于锂电池的双层固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的聚合物为聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氯乙烯和聚碳酸丙烯酯中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于锂电池的双层固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、六氟磷酸锂、双乙二酸硼酸锂、高氯酸锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于锂电池的双层固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述的聚合物为聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氯乙烯和聚碳酸丙烯酯中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于锂电池的双层固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述的锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、六氟磷酸锂、双乙二酸硼酸锂、高氯酸锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或几种的组合。