[发明专利]一种溴铅铯玻璃基固态电解质及制备方法

说明书

本发明涉及一种溴铅铯玻璃基固态电解质及制备方法，溴铅铯玻璃基固态电解质由溴铅铯玻璃粉、锂盐、聚己内酯基嵌段共聚物构成，溴铅铯玻璃粉、锂盐、聚己内酯基嵌段共聚物所含重量份数分别为50～70份、10～15份、15～40份；溴铅铯玻璃粉由氟化亚锡、氧化锗、氧化硼、氧化铅、溴化铅、溴化钠构成，氟化亚锡、氧化锗、氧化硼、氧化铅、溴化铅、溴化钠构成重量组份如下：氟化亚锡0.5～1份、氧化硼20～30份、氧化铅20～35份、溴化铅6～10份、溴化钠3～4份，所制备得到的固态电解质具有良好的稳定性及电导性，具有很广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于锂离子固态电池制备技术领域，具体涉及一种具有立方结构的玻璃基固态电解质材料及制备方法。

背景技术

新型电化学储能器件锂离子电池受到了广泛的关注，并且已经在生活中的各个领域当中得到了应用，如智能手机、笔记本电脑、iPad等多种3C智能便携式电子设备以及新能源电动车。随着人们需求的不断增长，对锂离子电池的能量密度要求也在不断提升，而传统电解液的能量密度已经接近上线。同时，传统液态锂离子电池由于采用有机液态电解液，存在易泄漏、易挥发、易燃烧等安全隐患，安全性有待提高。因此发展固态聚合物锂离子电池，用固态聚合物电解质取代液态电解质，是解决锂电池安全问题的有效途径。

现有授权专利，授权号为CN 108336402 B的中国发明专利公开了一种陶瓷基复合固态电解质的制备方法，其特征在于：具体制备方法如下：包括凝胶电解质的制备、陶瓷基电解质的制备以及陶瓷基复合电解质的制备，其中，凝胶电解质的制备，将丙烯酸酯材料、交联剂以及电解液混和在一起，搅拌均匀；向上述混合液中加入引发剂，加入后搅拌均匀；步骤二：陶瓷基电解质的制备将粘结剂与N-甲基吡咯烷酮溶剂按照质量比1:10-20的比例配成溶液；按照计量比称取快离子导体和锂盐加入上述溶液中，经过搅拌、超声等，获得分散均匀的浆料；将上述浆料均匀涂布到玻璃板上，在30-60℃干燥24h，然后真空50℃-60℃干燥24h，即可得到厚度10-150μm的电解质膜。

但是现有固态电解质材料在充放电过程中的不稳定性、低电导率仍是限制固态电池发展的主要因素。

发明内容

本发明针对上述存在的问题采用以下技术方案:

一种溴铅铯玻璃基固态电解质及制备方法，溴铅铯玻璃基固态电解质由溴铅铯玻璃粉、锂盐、聚己内酯基嵌段共聚物构成，溴铅铯玻璃粉、锂盐、聚己内酯基嵌段共聚物所含重量份数分别为50～70份、10～15份、15～40份。

作为优选，溴铅铯玻璃粉由氟化亚锡、氧化锗、氧化硼、氧化铅、溴化铅、溴化钠构成，氟化亚锡、氧化锗、氧化硼、氧化铅、溴化铅、溴化钠构成重量组份如下：氟化亚锡0.5～1份、氧化硼20～30份、氧化铅20～35份、溴化铅6～10份、溴化钠3～4份作为优选，锂盐由双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI,1.4～1.8g)、二甘醇二甲醚(5～15ml)构成。

作为优选，聚己内酯基嵌段共聚物为聚己内酯(20～30份)-聚三亚甲基碳酸酯(20～35份)-聚己内酯(35～60份)共聚物。

本发明还包括一种溴铅铯玻璃基固态电解质及制备方法，该方法包括以下步骤：

a)溴铅铯玻璃粉的制备，将氟化亚锡、氧化锗、氧化硼、氧化铅、溴化铅、溴化钠原料混合，利用熔融冷萃法制备得到溴铅铯玻璃，研磨制粉；

b)锂盐的制备，将溶剂DGM利用4埃级别的分子筛吸水一周，已彻底消除溶剂中的水分，在水值、氧值小于0.1ppm的氩气手套箱中将LiTFSI溶于DGM中，后置于磁力搅拌器上，搅拌24小时，得到LiTFSI/DGM锂盐；

c)将溴铅铯玻璃粉放入充满氩气的手套箱中采用玛瑙研钵充分研磨均匀，加入LiTFSI/DGM锂盐、聚己内酯基嵌段共聚物研磨，取出烘干，得到溴铅铯玻璃基固态电解质。