[发明专利]一种含卤化物固态电解质的薄膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及锂离子电池或锂电池技术领域，尤其涉及一种含卤化物固态电解质的薄膜及其制备方法与应用。所述制备方法，包括将混合浆料涂布到基板上的步骤，其中，混合浆料由卤化物固态电解质、粘结剂和分散剂组成；粘结剂为苯乙烯丁二烯嵌段聚合物、苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段聚合物、苯乙烯热塑性弹性体、苯乙烯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、天然橡胶、异戊二烯橡胶、乙烯‑丙烯‑二烯三元共聚物、硅树脂中的一种或几种的组合；分散剂为非极性分散剂和/或极性小于2.4的有机分散剂。采用本发明提供的制备方法，可制得性能优异的含卤化物固态电解质的薄膜，且该方法可以连续生产，为卤化物固态电池的制备奠定基础。

技术领域

本发明涉及锂离子电池或锂电池技术领域，尤其涉及一种含卤化物固态电解质的薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

安全性是锂离子电池或锂电池研究中最为重要的课题之一，在电池安全性方面，电解液的安全最为瞩目。然而，目前商品化的锂二次电池所采用的有机电解液易挥发、易燃，不可避免的带来了安全隐患。由此可见，为了提高锂电池的安全性能，开发固态电池已成为本领域技术人员的迫切追求。

随着固态电解质的快速发展，已经广泛研究了聚合物、氧化物和硫化物基固态电解质；对于这些固态电解质在固态电池中的应用也做了很多研究，尤其是硫化物固态电解质。但由于硫化物固态电解质与氧化物正极材料不稳定，在制备固态电池时，正极表面需要进行修饰。最近，卤化物固态电解质由于其离子电导率高，制备方法简单(Angew.Chem.Int.Ed.2019，58，1-8)，与商业常用的如LCO、NMC等氧化物正极材料相兼容，从而有望实现全固态二次电池的商业应用价值。

迄今为止，对于含硫化物固态电解质膜的制备进行了大量的研究工作，其中包括与硫化物固态电解质匹配的粘结剂的选择与优化，如将有机硅单体的粘合材料组合物混合，利用氢化硅烷化反应，得到硅橡胶等作为硫化物固态电解质的粘合剂，但由于这种方法制备的含硫化物固态电解质的薄膜较为脆弱；CN101861674A采用不进行热加聚、不需要氢化硅烷化催化剂的自由基聚合，得到了具有良好强度的含固体电解质材料的薄膜；CN104380502A提供了一种含有偏二氟乙烯单体单元的基于氟的共聚物作为粘结剂应用与含硫化物固态电解质的正极中。还包括与硫化物固态电解质匹配的分散剂的选择，如非极性溶剂甲苯、庚烷等(Journal of Power Sources，2003，948-950，)；CN103430364A提供了包含极性溶剂的分散剂，如叔胺、醚、硫醇以及具有与酯键的碳原子键合的碳数为3或更多的官能团以及与所述酯键的氧原子键合的碳数为4或更多的官能团的酯和具有与酯键的碳原子键合的苯环的酯等与含硫化物正极稳定的分散剂；CN109786811A提供了一种能够用于PVDF系粘结剂的分散剂，这种分散剂能够减少PVDF系粘合剂的使用量、并且能够一致硫化物固体电解质的性能恶化。

对于卤化物固态电解质膜的研究比较少，目前还没有相关的报道。而卤化物固态电解质由于具有与离子化合物接近的性质，极易在极性偏高的溶剂中分解或与溶剂发生反应，不能借鉴硫化物固态电解质膜的经验来制备卤化物固态电解质膜，需要探索新的溶剂及与之匹配的粘结剂。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含卤化物固态电解质的薄膜的制备方法，利用该方法制得的薄膜性能优异，且该方法可以连续生产。本发明的另一目的在于提供一种含卤化物固态电解质的薄膜及其应用。

具体地，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种含卤化物固态电解质的薄膜的制备方法，包括将混合浆料涂布到基板上的步骤，其中，所述混合浆料由卤化物固态电解质、粘结剂和分散剂组成；