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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态电解质,尤其涉及一种聚合物浆料及其制备方法、固态电解质膜。
技术介绍
1、固态电池使用不易燃,耐高压以及具有良好力学性能的固态电解质代替传统商业化液态锂离子电池中的隔膜和电解液,具有更好的安全性,并且固态电解质可匹配高压正极以及高比容量低电势的锂金属电池,可进一步提高固态电池的能量密度。
2、在众多固态电解质体系中,聚合物电解质由于其具有良好的柔性,可加工性好,与正负极良好的界面接触以及低成本而被认为是最具前景的一类固态电解质。但是其室温下低的离子电导率以及低的锂离子迁移数导致的锂枝晶生长以及电池的极化极大的阻碍了聚合物固态电解质的商业化发展。
3、因此,现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种聚合物浆料及其制备方法、固态电解质膜,旨在利用高熵氧化物特有的表面带正电的结构缺陷锚定锂盐的阴离子,有利于锂盐的解离,将其用作固态电解质时,能够提升复合固态电解质的锂离子浓度和锂离子迁移数,从而减少循环过程中的浓差极化,有效提升复合固态电解质的离子电导率和对锂金属的循环稳定性。
2、本专利技术提供的技术方案如下:
3、第一方面,一种聚合物浆料,其中,包括:
4、高熵氧化物、聚合物基材、锂盐以及溶剂;所述高熵氧化物、聚合物基材和所述锂盐的重量比为0.05-2:1:0.05-10。
5、以下作为本专利技术的优选技术方案,但不作为对本专利技术提供的技
6、作为优选的技术方案,所述的聚合物浆料,其中,所述高熵氧化物的制备方法包括:
7、等原子比例取fe、co、mo、ni、v、cu、cr、mn、ti、nb中的至少四种与al金属按质量百分比,al:fe:co:ni:mo:…=100-x:1:1:1:1:1:…进行混合熔炼,得到熔融态合金;
8、将所述熔融态合金通过甩带制备成合金带,对所述合金带进行碱处理,得到所述高熵氧化物。
9、作为优选的技术方案,所述的聚合物浆料,其中,所述聚合物基材与所述锂盐的质量比为0.5-20:1。
10、作为优选的技术方案,所述的聚合物浆料,其中,所述合金带的厚度为5-20μm;
11、优选地,所述碱处理中所用碱的浓度为0.5-10m;
12、优选地,所述通过甩带制备成合金带,其中,铜辊的切线速度为1-90m/s,喷射气体压力为100-600pa。
13、作为优选的技术方案,所述的聚合物浆料,其中,所述高熵氧化物与所述聚合物基料的质量比为0.05-2:1。
14、作为优选的技术方案,所述的聚合物浆料,其中,所述聚合物基料选自聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧丙烷、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯中的一种或多种;
15、优选地,所述锂盐选自高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双二氟磺酰亚胺锂、硝酸锂及双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种。
16、第二方面,一种第一方面所述的聚合物浆料的制备方法,其中,包括:
17、将所述锂盐、高熵氧化物以及所述聚合物基料分散至有机溶剂中,得到所述聚合物浆料。
18、作为优选的技术方案,所述的聚合物浆料的制备方法,其中,所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、丙酮、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺二甲基亚砜等中的一种或多种;
19、优选地,所述聚合物基料与所述有机溶剂的质量比为1:5-50;
20、优选地,所述高熵氧化物与所述聚合物基料的质量比为0.05-2:1。
21、第三方面,一种固态电解质膜的制备方法,其中,包括:
22、提供衬底;
23、将上述任意所述的聚合物浆料涂覆在所述衬底上,经干燥处理,得到所述固态电解质膜。
24、第四方面,一种固态电解质膜,其中,所述固态电解质膜采用第三方面所述的制备方法制备得到。
25、有益效果:相比于现有技术,本专利技术中高熵氧化物特有的表面带正电的结构缺陷锚定锂盐的阴离子,有利于锂盐的解离,将其用作固态电解质时,能够提升复合固态电解质的锂离子浓度和锂离子迁移数,从而减少循环过程中的浓差极化,有效提升复合固态电解质的离子电导率和对锂金属的循环稳定性。
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1.一种聚合物浆料,其特征在于,所述聚合物浆料包含:高熵氧化物、聚合物基材、锂盐以及有机溶剂;所述高熵氧化物、聚合物基材和所述锂盐的重量比为0.05-2:1:0.05-10。
2.根据权利要求1所述的聚合物浆料,其特征在于,所述高熵氧化物的制备方法包括:
3.根据权利要求1所述的聚合物浆料,其特征在于,所述聚合物基材与所述锂盐的质量比为0.5-20:1。
4.根据权利要求2所述的聚合物浆料,其特征在于,所述合金带的厚度为5-20μm;
5.根据权利要求1所述的聚合物浆料,其特征在于,所述高熵氧化物与所述聚合物基料的质量比为0.05-2:1。
6.根据权利要求1所述的聚合物浆料,其特征在于,所述聚合物基料选自聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧丙烷、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯中的一种或多种;
7.一种权利要求1所述的聚合物浆料的制备方法,其特征在于,包括:
8.根据权利要求7所述的聚合物浆料的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基
9.一种固态电解质膜的制备方法,其特征在于,包括:
10.一种固态电解质膜,其特征在于,所述固态电解质膜采用权利要求9所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物浆料,其特征在于,所述聚合物浆料包含:高熵氧化物、聚合物基材、锂盐以及有机溶剂;所述高熵氧化物、聚合物基材和所述锂盐的重量比为0.05-2:1:0.05-10。
2.根据权利要求1所述的聚合物浆料,其特征在于,所述高熵氧化物的制备方法包括:
3.根据权利要求1所述的聚合物浆料,其特征在于,所述聚合物基材与所述锂盐的质量比为0.5-20:1。
4.根据权利要求2所述的聚合物浆料,其特征在于,所述合金带的厚度为5-20μm;
5.根据权利要求1所述的聚合物浆料,其特征在于,所述高熵氧化物与所述聚合物基料的质量比为0.05-2:1。
【专利技术属性】
技术研发人员:慈立杰,程俊,曾振,周旋,李德平,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院,
类型:发明
国别省市:
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