[发明专利]一种改性复合固态电解质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性复合固态电解质及其制备方法，所述的改性复合固态电解质包括无机固态电解质、聚合物固态电解质、硅烷偶联剂以及锂盐，其制备方法包括以下步骤：改性无机固态电解质的制备及改性复合固态电解质的制备。本发明用硅烷偶联剂将无机固态电解质和聚合物电解质通过化学键紧密地结合，有效地解决了两者相容性的问题，同时可提高锂离子的传输及室温离子导电率。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及到一种改性复合固态电解质及其制备方法。

背景技术

现今，锂离子电池生产商不断追求电池能量密度的提升，但是在这个过程中，安全问题一直制约着高能量密度锂离子电池的发展。如今，所采用的商用锂离子电池使用了易燃的有机电解质及有机溶剂，容易引发安全问题，导致电动汽车发生火灾，因此用不可燃的无机、陶瓷固体电解质取代有机电解质，组装全固态锂离子电池，有望最终解决锂离子电池的安全问题并提升锂离子电池的能量密度。

目前对于固态电解质的研究，主要有三个类别：一是有机聚合物电解质，二是无机固体电解质，三是有机聚合物与无机固体电解质复合而成的复合电解质。有机聚合物电解质的电池易加工，可基本沿用现有的锂离子电池工艺，但是室温电导率低；无机固体电解质的室温电导率较高，但是材料成本较高，且电池工艺复杂；将有机聚合物与无机固体电解质复合制备固态锂离子电池是一种有效的途径，但两者的相容性较差，易导致电池内阻较高、循环性能差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种改性复合固态电解质及其制备方法，旨在改善聚合物电解质与无机固态电解质的相容性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种改性复合固态电解质及其制备方法，所述的改性复合固态电解质包括无机固态电解质、聚合物固态电解质、硅烷偶联剂以及锂盐，其制备方法包括以下步骤：

S1、将无水乙醇加入至容器中，升温至30℃，然后逐渐加入硅烷偶联剂，再在搅拌时添加无机固态电解质，继续持续搅拌，最后沉淀，用无水乙醇清洗数次，在80℃下真空干燥24h，制备得到改性无机固态电解质；

S2、将聚合物固态电解质溶解于有机溶剂中，然后将上述所制备的改性无机固态电解质逐渐加入，持续搅拌，充分反应；

S3、添加锂盐至S2混合溶液中，搅拌均匀后，将溶液涂覆在玻璃板上，在80℃下干燥24h得到改性复合固态电解质。

所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三（2-甲氧乙氧基）硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。优先地，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三（2-甲氧乙氧基）硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

所述的无机固态电解质为锂镧钛氧、锂镧锆氧、锂镧锆钽氧中的一种或多种。优先地，所述的无机固态电解质为锂镧锆氧、锂镧锆钽氧中的一种或多种。

所述的聚合物固态电解质为氨基封端的聚氧化乙烯或羟基封端的聚氧化乙烯中的一种或多种。优先地，所述的聚合物固态电解质选自氨基封端的聚氧化乙烯。

所述的锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、双（三氟甲基磺酰）亚胺锂、二氟甲基磺酰亚胺锂、高氯酸锂中的一种或多种。优先地，所述的锂盐为二草酸硼酸锂、双（三氟甲基磺酰）亚胺锂、二氟甲基磺酰亚胺锂、高氯酸锂中的一种或多种。

本发明的有益效果在于：本发明用硅烷偶联剂将无机固态电解质和聚合物电解质通过化学键紧密地结合，有效地解决了两者相容性的问题，同时可提高锂离子的传输及室温离子导电率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1：