[发明专利]一种硫化物固态电池用电解质膜及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种硫化物固态电池用电解质膜，其特征在于，所述电解质膜包括基膜、纳米陶瓷颗粒层以及硫化物电解质层；其中，所述基膜的孔隙中含有电解液，所述纳米陶瓷颗粒层位于所述基膜的相对的两侧的表面，所述硫化物电解质层位于所述纳米陶瓷颗粒层的表面；所述硫化物电解质层中的硫化物电解质为thio-LISICON结构及其衍生物；所述纳米陶瓷颗粒包括LATP、LLZTO或LTO中的任意一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的硫化物固态电池用电解质膜，其特征在于，所述基膜的孔隙率为40～60％。

3.根据权利要求1所述的硫化物固态电池用电解质膜，其特征在于，所述基膜的厚度为5～12μm。

4.根据权利要求1所述的硫化物固态电池用电解质膜，其特征在于，所述基膜包括聚乙烯隔离膜、聚丙烯隔离膜、聚乙烯-聚丙烯复合隔离膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布隔离膜或聚酰亚胺电纺丝隔离膜中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的硫化物固态电池用电解质膜，其特征在于，所述纳米陶瓷颗粒层的厚度为300nm～1μm。

6.根据权利要求1所述的硫化物固态电池用电解质膜，其特征在于，所述纳米陶瓷颗粒层中纳米陶瓷颗粒的中值粒径为50～100nm。

7.根据权利要求1所述的硫化物固态电池用电解质膜，其特征在于，所述硫化物电解质层的厚度为15～25μm。

8.根据权利要求1所述的硫化物固态电池用电解质膜，其特征在于，所述硫化物电解质层中的硫化物电解质为LPSCL、LPSBr、LSPS或LPSI中的任意一种或至少两种的组合。

9.根据权利要求1-8任一项所述的硫化物固态电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)将基膜表面涂布纳米陶瓷颗粒，得到涂布有纳米陶瓷颗粒的基膜；

(2)将涂布有纳米陶瓷颗粒的基膜浸润于电解质溶液中，浸润结束后沥干，得到浸润有电解质溶液的电解质膜；

(3)将硫化物电解质浆料流延于浸润有电解质溶液的电解质膜表面，得到所述硫化物固态电池用电解质膜；所述硫化物电解质包括thio-LISICON结构及其衍生物。

10.根据权利要求9所述的硫化物固态电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述电解质溶液中包括LiTFSi。

11.根据权利要求9所述的硫化物固态电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，所述电解质溶液中还包括三乙二醇二甲醚。

12.根据权利要求9所述的硫化物固态电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述硫化物电解质浆料的制备方法包括：

将硫化物电解质、粘结剂与溶剂进行混合，得到硫化物电解质浆料。

13.根据权利要求9所述的硫化物固态电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，所述硫化物电解质为LPSCL、LPSBr、LSPS或LPSI中的任意一种或至少两种的组合。

14.根据权利要求12所述的硫化物固态电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括正己烷、正庚烷、二甲苯、三甲苯、四氢呋喃或苯甲醚中的任意一种或至少两种的组合。

15.根据权利要求12所述的硫化物固态电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，所述粘结剂在所述硫化物电解质浆料中的含量为2～5％。

16.根据权利要求12所述的硫化物固态电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括SBR、NBR、HNBR或PVDF中的任意一种或至少两种的组合。