【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体涉及一种硫化物固态电解质弹性膜及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、当前的商用锂电池采用易燃的有机电解质，由此引发的安全问题引起了广泛的关注。为了避免液态锂电池中的热失控，主要从改良电芯材料以及热管理系统上预防、推迟和抑制热失控的危害，让人在事故发生后有时间逃脱。同时，全固态电池采用对热稳定的固态电解质代替液体电解质，且兼具高能量密度以及稳定的循环效率，从而引起了广泛关注。硫化物固态电解质的离子电导率高，但是仍存在成膜后机械强度不足、与高压正极材料不兼容以及稳定性不足等问题。
2、为了降低膜电解质的脆性，增强固态电解质膜的机械强度，目前的主要方法是以ptfe作为粘结剂，采用干法研磨ptfe和硫化物粉末的方法制备硫化物固态电解质膜。但是ptfe不具备锂离子导电性，从而降低了固态电解质膜的锂离子电导率。同时，研磨干法制备固态电解质膜的生产效率不足以支撑未来固态电解质膜的产业化发展需求。为了使硫化物电解质匹配高电压正极材料，目前主要采用正极包覆层或者氧化物/氯化物电解质夹层的方法来改善硫化物在高电压时的氧化分解。但是这些方案也存在包覆层/夹层比较厚的问题，同时也在一定程度上较低了正极电势。为了抑制锂枝晶的形成和生长，解决硫化物固态电池循环稳定性不足的问题，现有技术主要采用含锂合金或者石墨负极，但是，增长的负极电势也降低了电池的能量密度和比容量。综上所述，现有的硫化物固态电解质仍存在成膜后机械强度不足、与高压正极材料不兼容以及稳定性不足等问题。
3、因此，有必要提供一种硫化物固态电解
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一，为此本专利技术提出一种硫化物固态电解质弹性膜及其制备方法和锂离子电池，从而提高硫化物固态电解质弹性膜的耐高压和机械强度性能。
2、本专利技术的第一方面提供一种硫化物固态电解质弹性膜。
3、具体的，所述硫化物固态电解质弹性膜包括共聚物和硫化物；
4、所述共聚物包括弹性体与塑晶；
5、所述硫化物为li3ps4、li4p2s6、li7p3s11、li7-aps4o2-aya、li7-aps6-aya中任意一种，其中y为cl、br、i中的至少一种，a为0.5～2。
6、优选的，所述弹性体的单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一种。
7、优选的，所述塑晶为分子塑晶或离子塑晶；
8、分子塑晶包括丁二腈；
9、离子塑晶包括n-乙基-n-甲基吡啶二(氟磺酰基)亚胺、n,n-二甲基四氟硼酸吡啶、三乙基甲基二氟磺酰亚胺、n,n-二乙基-n-甲基-n-(n-丙基)三氟甲基三氟硼酸铵中至少一种。
10、优选的，所述共聚物中弹性体所占的体积比为1～99％。
11、优选的，所述共聚物还包括锂盐；所述共聚物中锂盐的质量百分比含量为10～60％。
12、进一步优选的，所述锂盐包括litfsi、lifsi、libf4、li(cf3so2)3c、li[cf3bf3]、lidfob等中的至少一种
13、优选的，所述硫化物固态电解质弹性膜中共聚物的质量百分比含量为1.5～49.5％。
14、进一步优选的，所述硫化物固态电解质弹性膜中共聚物的质量百分比含量为2～49％，例如2％、10％、20％、30％、40％、49％。
15、本专利技术的第二方面提供一种硫化物固态电解质弹性膜的制备方法。
16、具体的，包括以下步骤：
17、将硫化物制成粉末平铺于模具中，缓慢注入含有锂盐、热引发剂和交联剂的液态弹性体单体；
18、将锂盐与塑晶混合后加热，得到含有锂盐的塑晶溶液；
19、再将含有锂盐的塑晶溶液浇注到模具中；
20、对模具中的混合物加压，静置，原位聚合后制得硫化物固态电解质弹性膜。
21、优选的，所述模具包含正极或负极。
22、优选的，所述硫化物固态电解质弹性膜的厚度为20～200μm。
23、优选的，所述硫化物固态电解质弹性膜的厚度20～50μm。
24、优选的，所述加压的压力为5～300mpa。
25、进一步优选的，所述压力为30～70mpa。
26、控制加压的压力，保证了硫化物、弹性体单体和塑晶之间的充分混合，以及弹性体单体和塑晶之间的充分聚合，从而确保了硫化物固态电解质弹性膜的致密度，也降低了设备要求以及成本。
27、优选的，所述热引发剂包括有机过氧化物引发剂、无机过氧化物引发剂、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂中的至少一种。
28、进一步优选的，所述热引发剂包括偶氮二异丁腈(aibn)、过氧化二苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
29、优选的，所述热引发剂的添加量为弹性体单体的0.5～1mol％。
30、优选的，所述交联剂包括多异氰酸酯、多元胺类、多元醇类、缩水甘油醚、苯磺酸类、丙烯酸酯类中的至少一种。
31、优选的，所述交联剂的添加量为弹性体单体的1～3mol％。
32、本专利技术的第三方面提供一种锂离子电池。
33、具体的，所述锂离子电池包括第一方面的硫化物固态电解质弹性膜。
34、相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
35、本专利技术通过热溶液浇注并加压原位聚合的方法制备固态电解质弹性膜，并将固态电解质弹性膜复合在电极表面，使固态电解质具有耐高压、机械强度高的特点，同时提升正负极界面接触面积、避免高压漏电流以及抑制锂枝晶生长，从而提高电池循环性能与寿命。
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1.一种硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述硫化物固态电解质弹性膜包括共聚物和硫化物；
2.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述弹性体的单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述塑晶为分子塑晶或离子塑晶；
4.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述共聚物中弹性体所占的体积比为1～99％。
5.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述共聚物还包括锂盐；所述共聚物中锂盐的质量百分比含量为10～60％。
6.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述硫化物固态电解质弹性膜中共聚物的质量百分比含量为1.5～49.5％。
7.权利要求1至6中任一项所述的硫化物固态电解质弹性膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述模具包含正极或负极。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述硫化物固态
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1至6中任一项所述的硫化物固态电解质弹性膜。
...【技术特征摘要】
1.一种硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述硫化物固态电解质弹性膜包括共聚物和硫化物；
2.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述弹性体的单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述塑晶为分子塑晶或离子塑晶；
4.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述共聚物中弹性体所占的体积比为1～99％。
5.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质弹性膜，其特征在于，所述共聚物还包括锂盐；所述共聚物中锂盐的质量百分比含量为10～...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伊麦，孙振，罗明，
申请(专利权)人：高能时代深圳新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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