[发明专利]一种无机陶瓷离子导体基复合固态电解质薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述复合固态电解质薄膜以无机陶瓷快离子导体颗粒为提供机械支撑的固相基体，并利用多功能有机溶剂的溶解性和增塑性的双重作用将溶胀有有机溶剂和含锂盐的离子液体电解质的聚合物材料均匀包覆在无机陶瓷快离子导体颗粒周围形成连续的柔性有机-无机复合框架；其中，无机陶瓷快离子导体颗粒的质量分数比为55~65%，聚合物材料的质量分数比为5~10%，离子液体电解质的质量分数比为15~25%。

2.根据权利要求1所述的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述多功能有机溶剂在复合固态电解质薄膜中的保有量为复合固态电解质薄膜总质量的10~20%。

3.根据权利要求1或2所述的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述复合固态电解质薄膜的离子电导率为2.0×10^-4 ~8.0×10^-4 S cm^-1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述无机陶瓷快离子导体颗粒为石榴石型电解质、钙钛矿型电解质中的一种；优选地，所述无机陶瓷快离子导体颗粒的粒径为20~500nm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述聚合物材料为聚环氧乙烯、聚偏氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述离子液体为由双三氟甲磺酰亚胺、三氟甲基磺酸、六氟磷酸、四氟硼酸、双（氟磺酰）亚胺中的一种阴离子与季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子中的一种阳离子构成；优选地，所述离子液体中锂盐浓度为0.1~2mol/L；更优选地，所述锂盐为与离子液体阴离子相同的锂盐。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述有机溶剂为四乙二醇二甲醚、二甲基亚砜、乙二醇二甲醚、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂、磷酸三乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯中的至少一种。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜，其特征在于，无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜的厚度为50~200 μm。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

1)将聚合物材料溶解在有机溶剂中，并添加溶有锂盐的离子液体电解质以及无机陶瓷快离子导体颗粒，将各组分机械分散均匀，得到复合电解质浆料备用；

2)将步骤1)制备的复合电解质浆料成型，在真空环境下高温烘干，得到无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，通过控制烘干温度和烘干时间以控制挥发的有机溶剂含量量最终获得保有定量有机溶剂的无机陶瓷离子导体基柔性复合固态电解质薄膜。