【技术实现步骤摘要】
一种超薄固态聚合物电解质膜及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及固态电解质
,具体涉及一种超薄固态聚合物电解质膜及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]由于便携式电子设备、电动汽车和电网级储能的蓬勃发展,具有更高能量密度和更好安全性的下一代可充电锂电池已成为新兴的焦点。可充电锂离子电池(LIBs)因其能量密度高、循环寿命长而被广泛应用于各个领域。
[0003]然而,现阶段市场主流的LIBs是基于低容量可插层的负极(石墨<400mAh g
‑1)和有机液体电解质组成,能量密度已经接近理论极限,同时容易引起的热失控,爆炸等安全问题,已经难以满足市场的要求。
[0004]为了解决这些问题,全固态锂金属电池(ASSLMBs)由于具有可靠热稳定性的固态电解质和具有超高比容量(3860mAh g
‑1)和最低还原电位(与标准氢电极相比
‑
3.04V)的锂金属负极组成,被认为是最有前途的替代品。其中,性能优异的超薄固态电解质(SSEs)在ASSLMBs中发挥着至关重要的作用。
[0005]SSEs包括无机陶瓷电解质、有机聚合物电解质和有机
‑
无机复合电解质。在传统的无机陶瓷电解质方面,特别是石榴石型固体电解质(Li7La3Zr2O
12
)表现出优异的热稳定性、高的离子电导率和高的杨氏模量来抵抗枝晶生长。然而,由于陶瓷的脆性和陶瓷电解质传统的粉末压制烧结工艺,难以制备大尺寸超薄电解质膜(氧化物电解质烧结后厚度 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超薄固态聚合物电解质膜的其制备方法,其特征在于,步骤包括:S1、在保护气氛下,将甲基丙烯酸三氟乙酯和引发剂加入溶剂中,混合,形成溶液A;S2、将锂盐与小分子添加剂混合,形成溶液B;S3、将所述溶液A和所述溶液B混合,再加入N,N
‑
二甲基
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷,搅拌,进行非水解溶胶
‑
凝胶化反应,得到聚合物前驱体流延铸膜液;S4、将所述聚合物前驱体流延铸膜液超声脱泡处理,然后在电极表面流延成型,固化干燥,即得所述超薄固态聚合物电解质膜。2.根据权利要求1所述的一种超薄固态聚合物电解质膜的其制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述保护气氛为氮气、氩气中的一种,所述引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮、1
‑
羟基环己基苯基甲酮和2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦中的一种或多种,所述溶剂为醋酸乙烯酯。3.根据权利要求1所述的一种超薄固态聚合物电解质膜的其制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述溶剂与所述甲基丙烯酸三氟乙酯的摩尔比为1:1
‑
5,以不饱和单体的总质量为基准,所述引发剂的添加量为0.1
‑
6wt%,且混合的条件为:温度30
‑
100℃,时间3h。4.根据权利要求1所述的一种超薄固态聚合物电解质膜的其制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述锂盐为LiTFSI、LiFSI和LiClO4中的一种或多种,所述小分子添加剂为N
‑
羟甲基邻苯二甲酰亚胺、N
‑
甲基苯甲酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种超薄固态聚合物电解质膜的其制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述溶液B的锂盐浓度为0.5M
‑
7M,所述混合的条件为:温度30
‑
100℃,时间1
‑
24h。6.根据权利要求1所述的一种超薄固态聚合物电解质膜的其制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述溶液A和溶液B的混合质量比为1:1
‑
20,且混合的条件为:避光条件下,温度20
‑
30℃,时间1
‑
12h,所述搅拌的条件为:温度为冰水浴
‑
20
‑
10℃,时间不超过6h,所述聚合物前驱体流延铸膜液中N,N
‑
二甲基
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷的浓度为0.06
‑
4.78mmol/mL。7.根据权利要求1所述的一种超薄固态聚合物电解质膜的其制备方法,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈春雨,
申请(专利权)人:安徽创速新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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