【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固态电池领域，尤其涉及一种固态电解质膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着绿色环保观念的深入人心，新能源锂电池凭借其电压高、能量密度高、循环寿命长、电化学窗口宽等优点，近年来从手机电脑等中小型电子产品到电动汽车等大型能源设备等多个方面得到广泛的应用，也由此对锂电池的寿命、安全性能和能量密度等提出来更高的要求。
2、以高镍三元正极、富锂锰基正极搭配锂金属负极、纯硅负极或ag-c负极的全固态电池，能量密度有望达成400～500wh/kg的目标，并且固态锂电池采用固态电解质代替传统锂电池中的隔膜和电解液，显著降低了电池的自燃和爆炸风险，高温时不会出现明显分解，具有安全性高、工作温度范围宽等优点。此外，固态电解质较难泄露、挥发，长期循环时电解质不会发生干涸问题，具有循环寿命长、电池日历寿命长。因此，固态电池的开发在全世界范围受到了广泛的关注，目前全球各大电池企业和高校正在加紧对固态电池研究和开发。
3、固态锂电池的研究重点之一是固态电解质膜的开发，当前普遍认为固态电解质膜的制作有两种工艺，分别为湿法制备、干法制备。采用湿法制备，即将固态电解质分散在非/低极性溶剂中，加入一定质量分数的粘结剂，匀浆分散均匀后采用刮刀涂布的方式将浆料涂覆在基膜上，烘干后制作固态电解质膜，此种工艺具有操作简单、固态电解质膜厚度均匀可调(厚度可低至10μm以下)，有利于提升固态电池能量密度，搭配基膜使用具有较高的机械强度等优点。但由于固态电解质在极性溶剂中其结构容易遭到破坏，一方面会导致其离子电导率下降，另一方面分解所产
4、而干法制备则是向固态电解质粉末中加入ptfe粘结剂，经过分散、纤维化、压延成膜等过程制作干法自支撑固态电解质膜，此种方式不使用溶剂，环境友好，固态电解质膜离子电导率高，且能耗不高，具有价格优势；但干法所制得的固态电解质膜往往机械强度较低，难以满足固态电池连续自动化生产要求，且厚度难以减薄至20μm以下，影响固态电池能量密度。因此，如何同时实现固态电解质膜的高离子电导率和低厚度，是本领域急需解决的问题。
技术实现思路
1、为了改善固态电解质膜的循环性能，降低固态电解质膜的厚度，本专利技术提供一种固态电解质膜及其制备方法和应用。
2、本专利技术的第一个方面，一种固态电解质膜的制备方法，制备固态电解质膜的原料包括基膜、固态电解质、粘结剂、润滑剂；其中，固态电解质膜的制备方法包括如下步骤：s1.将固态电解质、粘结剂、润滑剂混合，制得浆料，其中，润滑剂介电常数不高于5；s2.在基膜的至少一个表面上通过涂布处理涂覆浆料，随后脱除润滑剂，得到预处理膜，其中，在预处理膜中，润滑剂的质量含量不高于5％；s3.预处理膜经过辊压处理后得到压实密度为1.5～2.2g/cm3的固态电解质膜。
3、其中，润滑剂介电常数可以是5、4、3、2或1等；润滑剂的质量含量可以是5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％、1％、0.5％或0.25％等；固态电解质膜的压实密度可以是1.5g/cm3、1.6g/cm3、1.7g/cm3、1.8g/cm3、1.9g/cm3、2g/cm3、2.1g/cm3或2.2g/cm3等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
4、本专利技术所提供制备固态电解质膜的方法能够改善干法制作的固态电解质膜存在的机械强度差、膜片易掉粉、开裂、膜片厚度难以减薄等的问题，并且固态电解质膜可以保持高离子电导率。因此，本方法不仅能够降低成本，还能提供一种性能良好的固态电解质膜。此外，本方法对环境友好，且制备方法简单，便于规模化连续生产，为固态电解质膜的生产提供了新方向。
5、优选地，在s1中，按照质量比计算，固态电解质：粘结剂：润滑剂＝60～99.5：0.5～10：5～70。
6、优选地，按照质量百分比计算，在浆料中润滑剂的质量含量为5～70％。其
7、中，润滑剂的质量含量可以是5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％或70％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
8、优选地，按照质量百分比计算，在浆料中润滑剂的质量含量为10～40％。
9、优选地，润滑剂包括石蜡、石蜡油、石脑油中的至少一种。
10、优选地，按照质量百分比计算，在浆料中粘结剂的质量含量为0.5～10％。其中，粘结剂的含量可以是0.5％1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
11、优选地，按照质量百分比计算，在浆料中粘结剂的质量含量为0.5～3％。
12、优选地，通过干燥处理脱除润滑剂。
13、优选地，在s2中，在基膜的一个表面上通过涂布处理涂覆浆料，随后通过干燥处理脱除润滑剂，并在基膜的表面形成第一浆料层；紧接着在远离第一浆料层的另一基膜的表面通过涂布处理涂覆浆料，随后通过干燥处理脱除润滑剂，得到预处理膜。分步形成浆料层，有助于提高浆料层的稳定性。并且，双面涂覆浆料有助于提高固态电解质膜的离子传输能力，进而提高固态电池的电学性能。
14、优选地，在s2中，涂布处理包括刮刀涂布、滚涂涂布、超声涂布、狭缝涂布中的至少一种方式。
15、优选地，干燥处理包括真空加热干燥、辐射干燥、对流干燥、冷冻干燥中的至少一种方式。
16、优选地，在干燥处理中，干燥温度为60～200℃，干燥时间3～24小时。其中，在干燥处理中，干燥温度可以是60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等；干燥时间可以是3小时、6小时、9小时、12小时、15小时、18小时、21小时或24小时但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
17、优选地，干燥处理为真空干燥150℃，干燥时间为12小时。
18、优选地，在s3中，在辊压处理中，辊压温度为45～90℃。通过辊压处理，能够让预处理膜充分致密化，消除孔隙，降低晶界阻抗。其中，辊压温度可以是45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19、优选地，在s3中，在辊压处理中，辊压间距为10～100μm。其中，辊压间距可以是10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20、优选地，制备固态电解质膜需在室温下氩气手套箱或干燥空气环境(露点温度≤-50℃)中完成。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固态电解质膜的制备方法，其特征在于，制备所述固态电解质膜的原料包括基膜、固态电解质、粘结剂、润滑剂；其中，所述固态电解质膜的制备方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，在所述S1中，按照质量比计算，所述固态电解质：所述粘结剂：所述润滑剂＝60～99.5：0.5～10：5～70。
3.如权利要求1或2所述制备方法，其特征在于，按照质量百分比计算，在所述浆料中所述润滑剂的质量含量为5～70％。
4.如权利要求1～3任一项所述制备方法，其特征在于，所述润滑剂包括石蜡、石蜡油、石脑油中的至少一种。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，在所述S2中，在所述基膜的一个表面上通过涂布处理涂覆所述浆料，随后通过干燥处理脱除所述润滑剂，并在所述基膜的表面形成第一浆料层；紧接着在远离所述第一浆料层的另一所述基膜的表面通过涂布处理涂覆所述浆料，随后通过干燥处理脱除所述润滑剂，得到预处理膜。
6.如权利要求5所述方法，其特征在于，干燥处理包括真空加热干燥、辐射干燥、对流干燥、冷冻干燥中的至少一种方式。
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