[发明专利]一种复合固态电解质的制备方法及其制品

说明书

本发明提供了一种复合固态电解质的制备方法，包括以下步骤：S1、将H₃PW₁₂O₄₀纳米晶体和间氨基苯酚按质量比为(3～7)：1进行混合，球磨，然后加入柠檬酸和非离子的三嵌段共聚物F127继续球磨，得到凝胶混合物；S2、将凝胶混合物进行煅烧，得到介孔H₃PW₁₂O₄₀纳米晶；S3、将所述介孔H₃PW₁₂O₄₀纳米晶与PEO基聚合物电解质混合，形成复合胶液，烘干，得到复合固态电解质。相比于现有技术，本发明采用的无机介孔纳米晶，不仅有效降低PEO基聚合物电解质的结晶度，为锂离子的传输提供更多的通道，且其不易发生纳米颗粒团聚的情况，解决了目前聚合物固态电解质的机械强度和离子电导率差的问题。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种复合固态电解质的制备方法及其制品。

背景技术

可充电锂离子电池由于其高的能量和功率密度，成为能量系统的重要组成部分，受到了人们的广泛关注，在电动汽车和混合动力电动汽车以及数码电子产品等领域大规模应用。然而，由于锂离子电池安全性能的不足，为广大消费者带来了恐慌，限制了锂离子电池的大规模应用。因此，开发高安全性能的锂离子电池势在必行。

固态电解质由于无毒、无泄漏、不易燃等特点，因此用固态电解质代替液态电解质为解决安全问题提供了一个有效的解决方案。固态电解质，包括无机陶瓷类电解质、有机聚合物类电解质和有机无机复合类固态电解质，它们均可以减少短路和热失控的可能性。与有机聚合物固态电解质相比，陶瓷类固态电解质在固态电解质和电极之间存在较大的界面电阻。固态聚合物电解质(SPEs)具有易于加工、高柔韧性、低成本、低界面电阻和轻量化等优点，为下一代锂离子电池提供了广阔的前景。然而，SPEs通常表现出低离子电导率和低机械强度的特点，Li⁺不能顺利的出入，无法有效抑制锂枝晶的生长。

目前提高PEO基聚合物电解质的离子导电率的通常手段是添加纳米级的颗粒，如SiO₂、Al₂O₃等，分散其中的纳米颗粒可以降低PEO的结晶度，从而为锂离子的传输提供更多的通道。但是这些纳米颗粒易于团聚，且本身并不具有传输锂离子的能力，因此室温电导率仍不理想。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的一目的在于：提供一种复合固态电解质的制备方法，本发明得到的复合固态电解质有效改善了聚合物固态电解质的机械强度和离子电导率，有效抑制了锂枝晶生长的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合固态电解质的制备方法，包括以下步骤：

S1、将H₃PW₁₂O₄₀纳米晶体和间氨基苯酚按质量比为(3～7)：1进行混合，球磨，然后加入柠檬酸和非离子的三嵌段共聚物F127继续球磨，得到凝胶混合物；

S2、将所述凝胶混合物进行煅烧，得到介孔H₃PW₁₂O₄₀纳米晶；

S3、将所述介孔H₃PW₁₂O₄₀纳米晶与PEO基聚合物电解质混合，形成复合胶液，烘干，得到复合固态电解质。