[发明专利]自修复的复合固态电解质膜及其制备方法和电化学装置

权利要求书

1.一种自修复的复合固态电解质膜，其特征在于，所述复合固态电解质膜包括硫化物固态电解质三维多孔骨架、聚合物填料、锂盐以及引发剂；

所述聚合物填料包括聚马来酸二胺填料、聚2-甲基马来酸二胺填料、聚2-乙基马来酸二胺填料、聚N-甲基马来酸二胺填料或聚N-乙基马来酸二胺填料中的任意一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的复合固态电解质膜，其特征在于，所述复合固态电解质膜中硫化物固态电解质三维多孔骨架、聚合物填料、锂盐以及引发剂的质量比为(40至90):(4.9至49):(5至10):(0.1至1)。

3.根据权利要求1或2所述的复合固态电解质膜，其特征在于，所述硫化物固态电解质三维多孔骨架选自Li₆PS₅Cl、Li₂S-GeS₂、Li₂S-SiS₂、(100-x)Li₂S-xP₂S₅、Li₂S-MS₂-P₂S₅、Li₂S-MS_y-LiX、thio-LISICON、Li₂S-SnS₂-P₂S₅、Li₂S-Al₂S₃-P₂S₅或Li-Argyrodite中的至少一种，其中x的取值范围为0≤x≤100，M选自Si、Ge、Sn或P中的任意一种，X选自卤素原子中的任意一种，y的取值范围为0≤y≤5，或者对以上体系进行掺杂改性的硫化物电解质体系；

所述硫化物固态电解质三维多孔骨架的孔隙率为30％至50％。

4.一种制备根据权利要求1至3中任一项所述的自修复的复合固态电解质膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将硫化物固态电解质、造孔剂以及溶剂进行混合，得到浆料，而后将浆料进行干燥和辊压，得到硫化物固态电解质三维多孔骨架；

(2)将单体、锂盐和有机溶剂进行混合，加入引发剂，得到单体溶液；

(3)将单体溶液浇筑在硫化物固态电解质三维多孔骨架表面，进行聚合和热压，得到所述自修复的复合固态电解质膜。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述造孔剂为二硫化硒或硫化砷；

步骤(1)中所述造孔剂的含量为1％至10％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述浆料的固含量为50％至60％。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述单体溶液的固含量为1％至30％。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述聚合的温度为40℃至80℃；

步骤(3)中所述聚合的时间为6h至48h。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述热压为等温静压热压；

步骤(3)中所述热压的压力为100Mpa至1000Mpa；

步骤(3)中所述热压的温度为30℃至120℃。

10.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置包括正极片、负极片和固态电解质，所述固态电解质包括根据权利要求1至3中任一项所述自修复的复合固态电解质膜。