[发明专利]一种固态电解质及其制备方法和应用、锂离子电池

权利要求书

1.一种固态电解质，其特征在于，其包括电解质基体、含锂的阴极材料和无机纳米颗粒；

所述无机纳米颗粒为铝基硅酸盐、镁基硅酸盐、高岭土、蒙脱石和亚氯酸盐中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，

所述无机纳米颗粒的含量为0.05wt.％-70wt.％，较佳地为0.1wt.％-50wt.％，更佳地为1wt.％-30wt.％，百分比为所述无机纳米颗粒的含量占所述固态电解质的总重量的重量百分比；

和/或，所述含锂的阴极材料为含锂磷酸盐、含锂氧化物和含锰的锂氧化物中的一种或多种；

和/或，所述含锂的阴极材料的含量为0.5wt.％-10wt.％，较佳地为0.5wt.％-2wt.％，百分比为所述含锂的阴极材料的含量占所述固态电解质的总重量的质量百分比；

和/或，所述电解质基体为聚环氧乙烷聚合物、聚环氧丙烷、甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚硅氧烷、聚乙烯醇和聚苯乙烯单体聚合物中的一种或多种，较佳地为聚环氧乙烷；

和/或，所述电解质基体与所述含锂的阴极材料的含量比为(8～120)：1，例如10：0.15、10：0.2或10：0.75；

和/或，所述电解质基体与所述无机纳米颗粒的含量比为(5～24)：1，例如5.5：1、10：1、15：1或20：1；

和/或，所述固态电解质还包括导锂离子盐。

3.如权利要求2所述的固态电解质，其特征在于，所述无机纳米颗粒为高岭土；

和/或，所述无机纳米颗粒为纳米硅酸盐颗粒的化合物和/或混合物；

和/或，所述含锂的阴极材料为磷酸铁锂；

和/或，所述电解质基体、所述含锂的阴极材料、所述无机纳米颗粒的用量比为10：0.75：1、10：0.15：1或10：0.2：1；

和/或，所述导锂离子盐为二亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂或二氟草酸硼酸锂，较佳地为二亚胺锂。

4.一种固态电解质的制备方法，其特征在于，

当所述固态电解质中含有电解质基体、含锂的阴极材料和无机纳米颗粒时，其制备步骤包括：将含有所述电解质基体、所述含锂的阴极材料和所述无机纳米颗粒的混合溶液转移至模板上、干燥即可；

当所述固态电解质中含有电解质基体、含锂的阴极材料、无机纳米颗粒和导锂离子盐时，其制备步骤包括：将含有所述电解质基体、所述含锂的阴极材料、所述无机纳米颗粒和导锂离子盐溶液的混合溶液转移至模板上、干燥即可；

其中：

所述电解质基体为如权利要求1-3中任一项所述的电解质基体；

所述含锂的阴极材料为如权利要求1-3中任一项所述的含锂的阴极材料；

所述无机纳米颗粒为如权利要求1-3中任一项所述的无机纳米颗粒；

所述导锂离子盐为如权利要求2或3所述的导锂离子盐。

5.如权利要求4所述的固态电解质的制备方法，其特征在于，所述无机纳米颗粒的微观形貌可为纳米管、纳米孔和纳米片中的一种或多种；

和/或，所述含锂的阴极材料的形态为粉末；

和/或，所述混合溶液的溶剂为无机溶剂和/或有机溶剂，较佳地为有机溶剂，例如乙腈；

和/或，所述导锂离子盐溶液的浓度为0.8-1.2mol/L，较佳地为0.8-1mol/L，例如1mol/L；

和/或，所述导锂离子盐溶液的溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙基甲基酯、环丁砜、2-甲基四氢呋喃和1,3-二氧戊环中的一种或多种，较佳地为碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯；

当所述导锂离子盐溶液的溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯时，所述碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的体积比为1-3，例如2.3或2.5。