[发明专利]一种固态电解质的制备方法及固态电解质和全固态电池

说明书

本发明提供一种固态电解质的制备方法及固态电解质和全固态电池，制备方法包括：1)将10～50wt％锂盐溶解后加入10～30wt％无机填料，再加入30～80wt％第一聚合物，得到固含量为10～40％第一电解质浆料；2)将10～50wt％锂盐溶解后加入30～80wt％柔性单体以及1～3wt％引发剂，得到固含量为10～40％的第二电解质浆料；3)将第一电解质浆料倒入多功能流延机基底上，在第一电解质浆料远离基底的表面上设置无纺布，在无纺布上倒入第二电解质浆料，在60～80℃下对第一电解质浆料进行加热，得到固态电解质，该方法制得固态电解质双层膜连接紧密，无明显分层，从而使固态电解质具有良好的离子电导率。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种固态电解质的制备方法及固态电解质和全固态电池。

背景技术

随着化石能源的日益短缺，人们开始对能量储存及转化装置的研究。目前，最方便的电能储存形式是电化学储存，例如电池和超级电容器。其中锂离子电池是当今最常用的电池，近年来，锂离子电池作为重要的可持续发展新能源已经被广泛应用到了3C产品、电动汽车、大规模储能和航空航天等领域。但是现在广泛使用的锂离子电池大多数为有机液态或凝胶聚合物电池，而这类电池的电解质为液态，因而经常会发生漏液、易爆燃烧等安全问题，为了能更好的解决这类安全问题，人们开始研究更安全的固态电解质。

聚合物固态电解质具有良好的加工性能以及对环境要求不严苛，但目前的多层复合聚合物电解质分层明显，接触不紧密，导致电解质的离子导电率差，与正负极界面阻抗大，从而使电池易于极化，增大电池内阻，导致电池的循环寿命变差。

发明内容

本发明提供一种固态电解质的制备方法，该制备方法通过使第一电解质加热成膜的同时热引发第二电解质原位聚合成膜，形成的第一电解质膜和第二电解质膜之间连接紧密，无明显分层现象，进而使固态电解质具有良好的离子电导率。

本发明还提供一种固态电解质，该固态电解质通过上述制备方法得到，由于该固态电解质中多层膜之间接触紧密，无明显分层现象，整体性好，因此固态电解质具有离子电导率高的优点。

本发明还提供一种全固态电池，该电池包括上述固态电解质，该固态电解质的全固态电池具有界面阻抗低、电阻小，容量保持率高的优点。

本发明第一方面提供一种固态电解质的制备方法，包括以下步骤：

1)将锂盐溶解后加入无机填料，待无机填料分散后加入第一聚合物，搅拌后得到第一电解质浆料；

所述第一电解质浆料按照质量百分含量包括10～50％的锂盐、10～30％的无机填料以及30～80％的第一聚合物；

所述第一电解质浆料的固含量为10～40％；

2)将锂盐溶解后加入柔性单体以及引发剂，搅拌后得到第二电解质浆料；

所述第二电解质浆料按照质量百分含量包括10～50％的锂盐、30～80％的柔性单体以及1～3％的引发剂；

所述第二电解质浆料的固含量为10～40％；

3)将所述第一电解质浆料倒入多功能流延机的基底上，在所述第一电解质浆料远离所述基底的表面上设置无纺布，在所述无纺布上倒入所述第二电解质浆料，在60～80℃下对所述第一电解质浆料进行加热，得到固态电解质。

如上所述的制备方法，其中，所述无纺布的孔径为3～10μm，孔隙率为40～70％，厚度为5～15μm。

如上所述的制备方法，其中，所述固态电解质的厚度为20～100μm。

如上所述的制备方法，其中，所述第一聚合物选自聚丙烯腈类聚合物、聚酰胺类聚合物、聚烯烃类聚合物、聚阴离子单离子导体型聚合物中的至少一种。