[发明专利]一种涂敷于极片上的固态电解质膜的制备方法及其在锂离子电池中的应用

权利要求书

1.一种涂敷于极片上的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在无惰性气体保护和不控制湿度条件下，将聚合物、锂盐以及快离子导体加入液体试剂中，然后在40℃-60℃搅拌3h-6h，在空气参与反应的情况下形成流变体状态的混合物；

步骤2，在无惰性气体保护和不控制湿度条件下，将所述流变体状态的混合物涂覆于制备好的极片表面，然后转移至鼓风干燥箱中，在40℃-100℃、空气参与反应的条件下，放置0.1h-10h得到干燥后涂敷于极片上的固态电解质膜；所述液体试剂为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或两种。

2.如权利要求1所述的一种涂敷于极片上的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的快离子导体为锂镧锆氧(LLZO)，掺铝的锂镧锆氧(LLZAO)、磷酸锗铝锂(LAGP)、锂镧钛氧(LLTO),掺钽的锂镧锆氧(LLZTO)以及锂钕钛氧(LNTO)中的至少一种；所述的锂盐为三氟甲基磺酸锂或三氟甲基磺酸锂与双三氟甲基磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种的混合物；所述的聚合物包含具有如下所示结构单元的物质中的至少2种：

和

其中，R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地选自H、烷基、卤素或卤代烷基；所述聚合物的质量为聚合物、快离子导体以及锂盐三者总质量的50wt.％-70wt.％，所述快离子导体的质量为总质量的10wt.％-20wt.％，所述锂盐的质量为总质量的20wt.％-50wt.％。

3.如权利要求1所述的一种涂敷于极片上的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述极片以集流体材料为支撑，包含锂离子电池正极或负极材料、导电剂和粘结剂；所用的正极材料或负极材料包括但不限于锂金属氧化物、锂金属磷酸盐、石墨、硅、氧化亚硅、以及硅碳复合材料；电极片层厚度为50μm-300μm；所述的固态电解质膜厚度为50μm-300μm。

4.一种涂敷于极片上的固态电解质膜在锂离子电池中的应用，其特征在于，将涂覆于极片表面上的固态电解质膜与相应的对电极以及外壳，在润湿剂的存在下组装成可充放电的电池；其中，所述润湿剂包含但不限于高离子传导、高耐热和不燃性的有机液体，为氟代碳酸乙烯酯、三(2，2，2-三氟乙基)磷酸酯、三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯、四氢噻吩-1，1-二氧化物，乙氧基五氟环三磷腈中的至少一种。