[发明专利]一种复合型石榴石型固态电解质、二次电池以及制备方法

说明书

本发明公开了一种复合型石榴石型固态电解质、二次电池以及制备方法，涉及新能源技术领域。复合型石榴石型固态电解质，包括基体以及包覆在所述基体表面的覆膜，所述基体为石榴石型固态电解质，所述覆膜包括聚乙二醇以及聚环氧乙烯。将有机固态电解质聚环氧乙烯(PEO)与一定比例聚乙二醇(PEG)混合并包覆于基体石榴石型固态电解质表面，形成覆膜。PEG为PEO提供增塑效果，并减少其结晶度，覆膜能够改善固态电解质与电极之间的界面接触效果，降低界面阻抗，基体石榴石型固态电解质有效提高离子电导率，二者结合有效提升固态电池电化学性能。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种复合型石榴石型固态电解质、二次电池以及制备方法。

背景技术

近年来，随着科技的不断发展，各类电子设备已经成为人们生活中不可或缺的一部分，而电动汽车在市场上的占有量也逐步提升。锂离子电池由于具有能量密度高、功率密度大、工作温度范围宽、使用寿命长、对环境无污染等特点，广泛应用于电子产品以及电动汽车上。当今主流锂离子电池为液态锂离子电池，由于所采用的电解液熔沸点低，特别容易挥发和燃烧，此外，液态锂离子电池在循环使用中会伴随锂枝晶的生长，使电池性能降低，而且还会造成电池内部短路，甚至会发生爆炸。并且液态锂电池空间占比较大，体积能量密度相对较低。

与液态电池相比，固态电池的安全性更好。固态电解质较液态电解质来说不会挥发和泄露，也不易燃烧，此外，固态电解质还可以有效阻碍锂枝晶的长大。目前，常用的固态电解质是石榴石型固态电解质。石榴石型固态电解质具有离子电导率高、化学稳定性良好、电化学窗口宽等优点。但是石榴石型固态电解质与电极之间表面接触效果不好，界面阻抗较大，导致电池的性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有石榴石型固态电解质与电极之间表面接触效果不好，界面阻抗较大，导致电池的性能较差的问题。

为了解决上述问题，第一方面，本发明实施例提出一种复合型石榴石型固态电解质，包括基体以及包覆在所述基体表面的覆膜，所述基体为石榴石型固态电解质，所述覆膜包括聚乙二醇以及聚环氧乙烯。

其进一步的技术方案为，所述覆膜中，聚乙二醇的质量百分比为10-20％。

其进一步的技术方案为，所述石榴石型固态电解质为Li_aLa₃Zr_bV_cY_dO₁₂，其中，a为5～7；b为1～2；c为0～1；d为0～1

其进一步的技术方案为，所述覆膜的厚度为10～20um。

其进一步的技术方案为，所述基体的厚度为40～100um。

其进一步的技术方案为，所述聚乙二醇的分子量为400～20000。需要说明的是，分子量具体为数均分子量。

其进一步的技术方案为，所述聚环氧乙烯的分子量为20000～10000000。需要说明的是，分子量具体为数均分子量。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的复合型石榴石型固态电解质的制备方法，包括：

S1，采用固相法制备基体，所述基体为石榴石型固态电解质；

S2，制备聚乙二醇与聚环氧乙烯的混合浆料，采用热压法使所述混合浆料成膜包覆于所述基体表面，形成覆膜。

其进一步的技术方案为，所述覆膜中，聚乙二醇的质量百分比为10-20％。

第二方面，本发明提供一种二次电池，包括如第一方面所述的复合型石榴石型固态电解质。

与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：