[发明专利]一种氧化物基固液复合电解质及其固液复合锂电池

权利要求书

1.一种氧化物基固液复合电解质，其特征在于，所述氧化物基固液复合电解质包含氧化物快离子导体粉末、有机电解液、高分子聚合物；

所述氧化物快离子导体含量为40～95wt.％，有机电解液与高分子聚合物的总含量为5～60wt.％，有机电解液与高分子聚合物的质量比为9.5～1。

2.根据权利要求1所述的氧化物基固液复合电解质，其特征在于，所述氧化物快离子导体粉末为石榴石结构电解质、钠快离子导体结构电解质、钙钛矿结构电解质、锂快离子导体结构电解质中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的氧化物基固液复合电解质，其特征在于，所述有机电解液为锂盐溶于离子液体或有机溶剂或离子液体与有机溶剂的混合溶剂中；

所述锂盐为高氯酸锂(LiClO₄)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、六氟磷酸锂(LiPF₆)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂(LiBETI)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)中的一种或多种；

所述离子液体阳离子为咪唑离子、吡咯离子、季铵离子、季磷离子中的一种，所述离子液体阴离子为非卤化盐类离子；

所述有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、乙二醇二甲醚(DME)、乙腈(ACN)、四氢呋喃(THF)、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、1,3-二氧戊环(DOL)中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的氧化物基固液复合电解质，其特征在于，所述高分子聚合物为高分子化合物或由单体聚合而成的高分子化合物；

所述高分子化合物为聚环氧乙烷(PEO)、聚碳酸丙烯(PPC)、聚碳酸乙烯酯(PEC)、聚碳酸亚乙烯酯(PVC)、聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)、聚己内酯(PCL)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丁二腈(SN)、聚硅氧烷、聚氨酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的氧化物基固液复合电解质，其特征在于，所述锂盐在所述有机电解液中的浓度为1～10mol/L。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的氧化物基固液复合电解质，其特征在于，所述有机电解液浸润氧化物快离子导体粉末，所述高分子聚合物禁闭固化有机电解液，从而构成快速三维锂离子传输通道，所述氧化物基固液复合电解质离子电导率达到10^-3S/cm数量级。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的氧化物基固液复合电解质所制造的固液复合锂电池，其特征在于，包括负极、正极以及置于正负极之间的氧化物基固液复合电解质；

所述负极为金属锂、石墨、天然石墨、硅碳中的一种；

所述正极为镍钴锰三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂中的一种。

8.根据权利要求7所述的固液复合锂电池，其特征在于，氧化物基固液复合电解质刮涂在负极或正极表面上，然后覆盖上正极或负极，封装电池壳，电解质固化，获得固液复合锂电池。

9.根据权利要求8所述的电解质固化，其特征在于，氧化物基固液复合电解质中的高分子聚合物禁闭有机电解液的过程，或氧化物基固液复合电解质中的单体聚合转变成高分子化合物并禁闭有机电解液的过程。