[发明专利]一种复合聚合物固态电解质材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合聚合物固态电解质材料，其特征在于：由以下成分制备而成：

聚合物电解质，锂盐，填料以及有机溶剂；所述填料为锂合金；所述锂盐为锂离子电池所用的锂盐；

所述有机溶剂包括1,3-二氧戊环或2-甲基-1,3-二氧戊环中一种以上；

所述锂合金的通式为Li_xM，其中M为金属或非金属元素，x≥1，x为Li/M的原子比；锂合金为Li_xM中一种以上；

所述锂合金为纳米尺度的锂合金填料。

2.根据权利要求1所述复合聚合物固态电解质材料，其特征在于：

所述锂合金中M为Si、Ge或Sn。

3.根据权利要求2所述复合聚合物固态电解质材料，其特征在于：所述锂合金为Li₂₁Si₅，Li₂₁Ge₅，Li₂₁Sn₅中一种以上。

4.根据权利要求1所述复合聚合物固态电解质材料，其特征在于：所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种以上；

所述聚合物电解质为聚氧化乙烯，聚丙烯腈，聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯或聚偏氟乙烯及其共聚物中的一种以上。

5.根据权利要求1所述复合聚合物固态电解质材料，其特征在于：所述填料的质量占聚合物电解质、锂盐与填料总质量的1%~30%；

所述聚合物电解质与锂盐的质量比为1:0.1~1:0.8；

所述有机溶剂还包括辅助溶剂，所述辅助溶剂为醚类或酯类有机溶剂，

所述有机溶剂与聚合物电解质的体积质量比为（15~30）mL：1g。

6.根据权利要求5所述复合聚合物固态电解质材料，其特征在于：所述辅助溶剂为乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或二甲基甲酰胺中一种以上。

7.根据权利要求1~6任一项所述复合聚合物固态电解质材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）在有机溶剂中，将填料、聚合物电解质与锂盐混合均匀，获得混合物；

2）将混合物成膜，获得复合聚合物电解质材料。

8.根据权利要求7所述复合聚合物固态电解质材料的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为主体溶剂和辅助溶剂；所述主体溶剂为1,3-二氧戊环或2-甲基-1,3-二氧戊环中一种以上；所述辅助溶剂为醚类或酯类有机溶剂；所述辅助溶剂与主体溶剂的体积比为0.1:1~5:1；

所述成膜具体是指将混合物浇筑于基板上，在无水及无氧环境下，60℃~100℃干燥6h~24h，剥离，获得膜材料。

9.根据权利要求1~6任一项所述复合聚合物固态电解质材料的应用，其特征在于：所述复合聚合物固态电解质应用于离子导体或锂离子电池领域。

10.一种锂离子电池，其特征在于：包括正极、负极和放置在正负极之间的固态电解质，固体电解质为根据权利要求1~6任一项所述复合聚合物固态电解质材料。