[发明专利]一种复合电解质材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合电解质材料，包括：聚合物0.1～60质量份；陶瓷型电解质0.1～99.9质量份；锂盐0～99.9质量份。本发明陶瓷型电解质通过高能球磨的方法制备成平均粒径不同的纳米导电颗粒，接着将聚合物、平均粒径不同的混合纳米导电颗粒、锂盐在相应溶剂中按比例混合，得到聚合物复合电解质材料的浆料，再将其制备成厚度为1～500μm的聚合物复合电解质材料。本发明利用平均粒径不同且粒径分布较窄的混合纳米导电颗粒在聚合物复合电解质材料中的紧密堆积，减少了导电颗粒之间的空隙，形成了有效的锂离子导电网络通路，得到了高离子电导率的聚合物复合电解质材料。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种复合电解质材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为现在一种主要的储能方式，具有较高的能量密度与较好的循环性能，已经在人们的生产生活中得到广泛应用，且对其性能提出了进一步的高要求；但是，现有的锂离子电池体系的性能挖掘已经基本接近其理论值，难以从本质上进一步提高。作为一种新的电池体系，以锂金属作为负极被认为是最有应用前景的下一代技术。不过，若是以目前锂离子电池体系中的有机液体作为电解质，一方面，其易泄漏且具有可燃性，可能造成一定的安全隐患；另一方面，有机液体对锂金属不够稳定，且在循环过程中易于形成锂枝晶，从而限制了锂金属作为负极的应用。所以，人们提出了用固体电解质取代有机液体电解质，且以综合了陶瓷结构型电解质与聚合物电解质优点的陶瓷/聚合物复合电解质材料作为一种主要的技术方向。

目前聚合物复合电解质材料中的陶瓷结构型电解质导电颗粒堆积松散，大都需要较多的聚合物粘结剂，难以形成有效的锂离子导电网络通路，进而抑制了聚合物复合电解质材料离子电导率的提高。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种复合电解质材料，本发明提供的复合电解质材料具有高离子电导率。

本发明提供了一种复合电解质材料，包括：

聚合物0.1～60质量份；

陶瓷型电解质0.1～99.9质量份；

锂盐0～99.9质量份。

优选的，所述聚合物选自聚醚系列、聚偏氟乙烯系列、聚甲基丙烯酸酯系列、聚丙烯腈系列、聚苯乙烯系列、聚碳酸酯系列、聚氯乙烯系列、聚酰胺系列、聚酰亚胺系列和环氧树脂系列中的一种或几种；锂盐选自LiN(CF₃SO₂)₂、LiN(FSO₂)₂、LiClO₄、LiCF₃SO₃、LiBF₄、LiPF₄、LiAsF₆和LiB(C₂O₄)₂中的一种或几种。

优选的，所述陶瓷型电解质选自具有式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ、式Ⅴ、式VI通式中的一种或几种；

x Li₂S·(1-x)P₂S₅式Ⅰ；

式Ⅰ中，0x1；

Li_4-xGe_1-xP_xS₄式Ⅱ；

式Ⅱ中，0x1；

Li_10+xG_1+xP_2-xS₁₂式Ⅲ；

式Ⅲ中，x＝1或2，所述G为Si、Ge或Sn；