[发明专利]一种固态电解质膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种固态电解质膜，其特征在于，所述固态电解质膜包括固态电解质颗粒和聚合物的混合物，所述混合物经纤维化处理；

所述聚合物经阳离子交换，所述聚合物包括含有阳离子交换基团的氟树脂。

2.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述聚合物中，所述阳离子交换基团包括磺酸基团；和/或，

所述聚合物中，所述阳离子交换基团的质量占比为300-1500g/mol；和/或，

所述聚合物经阳离子交换后，包括磺酸锂基团；和/或，

所述聚合物经阳离子交换后，离子电导率＞1×10^-5S/cm；和/或，

所述含有阳离子交换基团的氟树脂，经红外光谱测试后在波长为1150cm^-1附近处的峰强度为a，在1070cm^-1附近处的峰强度为b，在980cm^-1附近处的峰强度为c，满足1b/a0.3且b/c1。

3.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述固态电解质颗粒包括硫化物固态电解质颗粒、卤素固态电解质颗粒或氧化物固态电解质颗粒中的任意一种或至少两种的组合；

所述固态电解质颗粒的粒径为0.3-10μm；

所述聚合物的粒径为50-150μm。

4.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，以所述固态电解质膜的总质量为100％计，所述聚合物的质量百分数为0.1％-5％。

5.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述固态电解质膜的厚度为20-100μm。

6.一种权利要求1-5任一项所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

将聚合物经阳离子交换后，与固态电解质颗粒混合，纤维化处理后热压，得到所述固态电解质膜，所述制备方法中无需添加溶剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子交换的过程包括：将聚合物在酸中浸泡后，第一次水洗，第一次干燥，再将干燥后的聚合物与离子交换剂的溶液混合，第二次水洗，第二次干燥，完成阳离子交换。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述酸包括盐酸；

所述酸的浓度为1-10mol/L；

所述浸泡的时间为24-48h；

所述第一次水洗至中性；

所述第一次干燥和第二次干燥的温度各自独立地为100-140℃；

所述第一次干燥和第二次干燥的时间各自独立地为1-12h；

所述第一次干燥后还包括筛分的操作；

所述离子交换剂的溶液的质量浓度为15％-45％；

所述离子交换剂包括锂盐；

所述混合的温度≤60℃；

所述混合的方式包括搅拌；

所述搅拌的转速为100-300rpm；

所述搅拌的时间为20-40h；

所述第二次水洗至聚合物表面无锂盐残留；

经阳离子交换后的聚合物与固态电解质颗粒混合的方式包括搅拌；

所述搅拌的转速为200-500rpm；

所述搅拌的时间为10-30min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述纤维化处理的方法包括剪切；

所述剪切的转速为2000-3000rpm；和/或，

所述剪切的时间为10-30min；和/或，

所述热压的温度为40-100℃。