[发明专利]复合固态电解质膜及其制备方法和固态电池

权利要求书

1.一种复合固态电解质膜，包括氧化物固态电解质膜本体，其特征在于：在所述氧化物固态电解质膜本体的表面结合有用于隔绝水汽和/或空气的无机物阻挡层。

2.根据权利要求1所述的复合固态电解质膜，其特征在于：所述无机物阻挡层的无机物材料包括金属氧化物、二氧化硅、金属卤化物中的至少一种；和/或

所述无机物阻挡层的厚度为2-100nm。

3.根据权利要求2所述的复合固态电解质膜，其特征在于：所述金属氧化物包括氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化镁、钛酸钡、氧化钽、氧化钇、五氧化二铌、氧化锌中的至少一种；

所述金属卤化物包括氟化钙。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合固态电解质膜，其特征在于：所述氧化物固态电解质膜本体的氧化物固态电解质为LLZO、LATP、LAGP、LLTO中的任一种；和/或

所述无机物阻挡层是原位生长在所述氧化物固态电解质膜本体的表面。

5.根据权利要求4所述的复合固态电解质膜，其特征在于：所述氧化物固态电解质膜本体为LLZO固态电解质膜本体时，所述无机物阻挡层的无机物材料为氧化铝、氧化锌、二氧化钛中的至少一种。

6.一种复合固态电解质膜的制备方法，包括如下步骤：

提供氧化物固态电解质膜本体；

在所述氧化物固态电解质膜本体表面形成用于隔绝水汽和/或空气的无机物阻挡层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：在所述氧化物固态电解质膜本体表面形成所述无机物阻挡层的方法为原子层沉积法、磁控溅射法、物理气相沉积法中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：采用所述原子层沉积法在所述氧化物固态电解质膜本体表面形成所述无机物阻挡层的方法包括如下步骤：

将所述氧化物固态电解质膜本体置于ALD反应室，并调节所述ALD反应室为惰性气氛；

将用于形成无机物阻挡层的气相无机物前驱体通入ALD反应室并在所述氧化物固态电解质膜本体表面进行沉积，再将气相氧化剂通入ALD反应室进行反应，以在所述氧化物固态电解质膜本体表面生长所述无机物阻挡层；其中，以先将气相无机物前驱体通入ALD反应室，再将气相氧化剂通入ALD反应室进行反应为一循环，所述循环至少进行一次。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述无机物前驱体为有机金属、金属卤化物、硅源中的至少一种；和/或

所述氧化剂为去离子水、氧气、双氧中的至少一种；和/或

所述ALD反应室的温度为室温-500℃，压强为10-150Pa；和/或

所述气相无机物前驱体和气相氧化剂分别是通过惰性气体载体送至所述ALD反应室内，其中，所述气相无机物前驱体流速为1-30g/h，通入持续时间为1-30s。

10.一种固态电池，其特征在于，包括权利要求1-5所述的复合固态电解质膜或权利要求6-9任一项所述制备方法制备得到的复合固态电解质膜。