[发明专利]聚合物复合固态电解质制备方法及聚合物复合固态电解质

权利要求书

1.一种聚合物复合固态电解质制备方法，用于全固态锂电池，包括：

制备不同孔结构的聚丙烯腈多孔膜基体材料；

将所述不同孔结构的聚丙烯腈多孔膜基体材料进行碱处理反应，得到功能化聚丙烯腈多孔膜基体材料；

将所述功能化聚丙烯腈多孔膜基体材料与无机组分进行复合，得到可用于全固态锂电池的聚合物复合固态电解质。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述聚丙烯腈多孔膜基体材料利用非溶剂热致相分离方法和双向拉伸方法制备。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述碱处理反应包括：在预设温度下的碱性溶液中加热预设时间，并在预设搅拌频率下进行搅拌，反应完成后进行冲洗；

所述预设温度为40-80℃，所述加热预设时间为0.5-3h，所述搅拌频率为每15min搅拌1-2min。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述碱性溶液包括氢氧化钠或氢氧化钾溶液；所述碱性溶液中氢氧化钠或氢氧化钾的质量浓度为1-30wt％；所述碱性溶液的溶剂为去离子水和乙醇或甲醇的混合溶液；所述混合溶液中去离子水和乙醇或甲醇的体积配比为(0～1)∶(1～0)。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述将所述功能化聚丙烯腈多孔膜基体材料与无机组分进行复合的过程包括：

将所述功能化聚丙烯腈多孔膜基体材料置于预设温度的锂盐溶液中浸泡预设时间；

在浸泡过程中，以预设震动频率进行震动，完成所述功能化聚丙烯腈多孔膜基体材料与无机组分的复合；

复合完成后，在预设温度下干燥预设时间后，得到所述用于全固态锂电池的聚合物复合固态电解质。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述锂盐溶液的预设温度为20-60℃；所述浸泡预设时间为0.5-2h；所述预设震动频率为10-50rpm；所述预设干燥温度为50-100℃，所述预设干燥时间为3-24h。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述锂盐溶液浓度范围为0.1-5mol/L；所述锂盐溶液的溶质包括以下至少之一：Li_6.4La₃Zr₂Al_0.2O₁₂(LLZO)、Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂(LLZTO)、Li_6.75La₃Zr_1.75Ta_0.25O₁₂(LLZTO)、Li_1.4Al_0.4Ti_1.6(PO₄)₃(LATP)、Li_1.4Al_0.4Ge_1.6(PO₄)₃(LAGP)、Li_0.35La_0.55TiO₃(LLTO)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、高氯酸锂(LiClO₄)。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述锂盐溶液中可加入无机纳米粒子，所述无机纳米粒子的浓度范围为0.1-5mol/L；所述无机纳米粒子包括以下至少之一：ZrO₂、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述聚合物复合固态电解质中[Li+]：[-CN]的摩尔比为1∶1～1∶30；所述聚合物复合固态电解质的厚度为20-80μm，透气性为50-100s/100cc，比表面积为5-40m²/g，离子电导率为0.1～4mS/cm。

10.一种如权利要求1～9中任一项制备方法制备的聚合物复合固态电解质，所述聚合物复合固态电解质用于全固态锂电池。