【技术实现步骤摘要】
本申请涉及固态电池，具体涉及一种固态电解质膜、一种固态电解质膜的制备方法，以及一种全固态电池。
技术介绍
1、随着新能源汽车产业的迅速发展，对动力电池能量密度的要求越来越高，而传统的锂离子电池的能量密度已接近瓶颈值，开发新型锂电池系统成为目前的迫切需要。将金属锂代替锂离子电池的石墨负极，可以显著提高电池的能量密度、以及减少电池的体积。但金属锂与液态电解质的相容性较差，而且金属锂在反复的充放电过程中易形成枝晶，易刺破隔膜从而引发安全问题。通过将液态电解质替换为固态电解质，可以一定程度上缓解锂枝晶问题，但常见的固态电解质存在离子电导率偏低的问题。
技术实现思路
1、本申请的实施例提供了一种固态电解质膜及其制备方法、以及全固态电池，可以改善固态电解质离子电导率偏低的技术问题。
2、第一方面，本申请的实施例提供一种固态电解质膜的制备方法，包括：
3、将氧化物固态电解质和添加剂进行第一研磨混合处理，得到第一混合物，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂中的至少一种，所述第一添加剂包括聚偏氟乙烯及其共聚物中的至少一种，所述第二添加剂包括锂盐和离子液体；
4、将所述第一混合物与聚四氟乙烯进行第二研磨混合处理，得到片状混合料，基于所述片状混合料的总质量，所述聚四氟乙烯的含量为0.49wt%~5.03wt%；
5、对所述片状混合料进行辊压处理，得到陶瓷电解质膜，所述固态电解质膜包括所述陶瓷电解质膜。
6、在一实施例中，所述添加剂包括所述第一添
7、在一实施例中，所述干混料的制备过程还包括：将所述氧化物固态电解质和羧甲基纤维素进行研磨混合。
8、在一实施例中，基于所述片状混合料的总质量，所述氧化物固态电解质的含量为80wt%~92wt%，所述第一添加剂的含量为2.29wt%~5.71wt%，所述第二添加剂的含量为1.71wt%~4.29wt%，所述羧甲基纤维素的含量为2.86wt%~7.14wt%。
9、在一实施例中，所述第二添加剂中，所述锂盐包括双(三氟甲基)磺酰亚胺锂，所述离子液体包括n-丙基-n-甲基吡咯烷双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐，所述双(三氟甲基)磺酰亚胺锂与所述n-丙基-n-甲基吡咯烷双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐的质量比为(1.5~2.5):1。
10、在一实施例中，所述氧化物固态电解质包括锂镧锆氧、锂镧锆镓氧和锂镧锆钽氧中的至少一种。
11、在一实施例中，所述辊压处理的温度为50℃~100℃，辊压压力为15t~40t。
12、在一实施例中，所述固态电解质膜的制备方法还包括采用湿法成型工艺制备聚合物电解质膜，所述聚合物电解质膜位于所述陶瓷电解质膜的一侧表面。
13、第二方面，本申请的实施例还提供一种固态电解质膜，包括陶瓷电解质膜，所述陶瓷电解质膜包括氧化物固态电解质、添加剂和聚四氟乙烯，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂中的至少一种，所述第一添加剂包括聚偏氟乙烯和聚偏氟乙烯的共聚物中的至少一种，所述第二添加剂包括锂盐和离子液体，基于所述陶瓷电解质膜的总质量，所述聚四氟乙烯的含量为0.49wt%~5.03wt%。
14、在一实施例中，所述添加剂包括所述第一添加剂和所述第二添加剂，所述陶瓷电解质膜还包括羧甲基纤维素，基于所述陶瓷电解质膜的总质量，所述氧化物固态电解质的含量为80wt%~92wt%，所述第一添加剂的含量为2.29wt%~5.71wt%，所述第二添加剂的含量为1.71wt%~4.29wt%，所述羧甲基纤维素的含量为2.86wt%~7.14wt%。
15、在一实施例中，所述陶瓷电解质膜中，所述锂盐包括双(三氟甲基)磺酰亚胺锂，所述离子液体包括n-丙基-n-甲基吡咯烷双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐，所述双(三氟甲基)磺酰亚胺锂与所述n-丙基-n-甲基吡咯烷双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐的质量比为(1.5~2.5):1。
16、在一实施例中，所述氧化物固态电解质包括锂镧锆氧、锂镧锆镓氧和锂镧锆钽氧中的至少一种。
17、在一实施例中，所述陶瓷电解质膜的厚度为20μm~40μm。
18、在一实施例中，所述固态电解质膜还包括聚合物电解质膜，所述聚合物电解质膜位于所述陶瓷电解质膜的一侧表面，所述聚合物电解质膜的厚度为10μm~20μm。
19、第三方面，本申请的实施例还提供一种全固态电池，包括正极、负极和固态电解质膜，所述固态电解质膜位于所述正极和所述负极之间，所述固态电解质膜为上述固态电解质膜。
20、本申请的实施例的有益效果：
21、本申请实施例提供的固态电解质膜包括陶瓷电解质膜，陶瓷电解质膜包括氧化物固态电解质、添加剂和聚四氟乙烯，其中添加剂包括锂盐+离子液体、聚偏氟乙烯及其共聚物中的至少一种，添加剂分散在氧化物固态电解质中，可以有效构筑离子传输通道，提升陶瓷电解质膜的离子电导率；聚四氟乙烯作为粘结剂，通过控制聚四氟乙烯在总物料中的含量为0.49wt%~5.03wt%，不仅能保证成膜而且还利于提升陶瓷电解质膜的机械强度，进而固态电解质膜的机械强度提升。
22、在固态电解质膜的制备方法中通过采用干法成型工艺来制备陶瓷电解质膜，利于保障陶瓷电解质膜的致密度，提升陶瓷电解质膜的机械强度，固态电解质膜包括该陶瓷电解质膜，从而固态电解质膜的机械强度提升。具体地，通过将氧化物固态电解质、添加剂和聚四氟乙烯研磨混合后辊压成型得到陶瓷电解质膜，其中添加剂用于提升陶瓷电解质膜的离子电导率，聚四氟乙烯作为粘结剂使用，通过控制聚四氟乙烯在总物料中的含量为0.49wt%~5.03wt%，不仅能保证成膜而且还利于提升陶瓷电解质膜的机械强度。更具体地，先将氧化物固态电解质和添加剂经过第一研磨混合处理形成第一混合物，再将第一混合物与聚四氟乙烯经过第二研磨混合处理形成片状混合料，最后将片状混合料辊压形成陶瓷电解质膜，其中，第一研磨混合处理用于促进氧化物固态电解质和添加剂均匀混合以提升添加剂的分散效果，第二研磨混合处理用于促进聚四氟乙烯纤维化以实现成膜，第一研磨混合处理与第二研磨混合处理相互独立，降低聚四氟乙烯纤维化对添加剂分散效果的不利影响，有效提升物料的均质化，这样，物料最后在经过辊压处理变致密可以形成连续的锂离子传输通道，利于提升陶瓷电解质膜的离子电导率，进而提升固态电解质膜的离子电导率。
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1.一种固态电解质膜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括所述第一添加剂和所述第二添加剂，所述将氧化物固态电解质和添加剂进行第一研磨混合处理，得到第一混合物包括：
3.根据权利要求2所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述干混料的制备过程还包括：
4.根据权利要求3所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述第二添加剂中，所述锂盐包括双(三氟甲基)磺酰亚胺锂，所述离子液体包括N-丙基-N-甲基吡咯烷双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐，所述双(三氟甲基)磺酰亚胺锂与所述N-丙基-N-甲基吡咯烷双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐的质量比为(1.5~2.5):1；
6.根据权利要求1至5任一项所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述固态电解质膜的制备方法还包括采用湿法成型工艺制备聚合物电解质膜，将所述聚合物电解质膜设置于所述陶瓷电解质膜的一侧表面。
7.一种固态电解质膜，其特征在于，包括陶瓷电
8.根据权利要求7所述的固态电解质膜，其特征在于，所述添加剂包括所述第一添加剂和所述第二添加剂，所述陶瓷电解质膜还包括羧甲基纤维素，基于所述陶瓷电解质膜的总质量，所述氧化物固态电解质的含量为80wt%~92wt%，所述第一添加剂的含量为2.29wt%~5.71wt%，所述第二添加剂的含量为1.71wt%~4.29wt%，所述羧甲基纤维素的含量为2.86wt%~7.14wt%；
9.根据权利要求7所述的固态电解质膜，其特征在于，所述固态电解质膜还包括聚合物电解质膜，所述聚合物电解质膜位于所述陶瓷电解质膜的一侧表面，所述聚合物电解质膜的厚度为10μm~20μm。
10.一种全固态电池，其特征在于，包括正极、负极和固态电解质膜，所述固态电解质膜位于所述正极和所述负极之间，所述固态电解质膜为根据权利要求1至6任一项所述的固态电解质膜的制备方法制备得到或者为权利要求7至9任一项所述的固态电解质膜。
...【技术特征摘要】
1.一种固态电解质膜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括所述第一添加剂和所述第二添加剂，所述将氧化物固态电解质和添加剂进行第一研磨混合处理，得到第一混合物包括：
3.根据权利要求2所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述干混料的制备过程还包括：
4.根据权利要求3所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述第二添加剂中，所述锂盐包括双(三氟甲基)磺酰亚胺锂，所述离子液体包括n-丙基-n-甲基吡咯烷双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐，所述双(三氟甲基)磺酰亚胺锂与所述n-丙基-n-甲基吡咯烷双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐的质量比为(1.5~2.5):1；
6.根据权利要求1至5任一项所述的固态电解质膜的制备方法，其特征在于，所述固态电解质膜的制备方法还包括采用湿法成型工艺制备聚合物电解质膜，将所述聚合物电解质膜设置于所述陶瓷电解质膜的一侧表面。
7.一种固态电解质膜，其特征在于，包括陶瓷电解质膜，所述陶瓷电解质膜包括氧化物固态电解质、添加剂和聚四氟乙烯，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈霖，王岱，
申请(专利权)人：深圳欣界能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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