【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于全固态电池，具体涉及一种卤化物/硫化物固态电解质浆料、薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，新能源汽车市场不断发展壮大，新品牌新车型不断涌现。“里程焦虑”问题源于新能源汽车补能时间相比传统燃油车过长，因此克服“里程焦虑”的关键在于提升锂离子电池快速充电能力。由于现有的锂离子电池使用了大量易燃的有机电解液，在快速充电的条件下，电池内部的副反应及产热更为严重，在石墨负极上的镀锂行为进一步加剧，更易导致锂枝晶的产生进而引发热失控，安全问题不容小觑。
2、全固态锂离子电池由于其体系中不使用有机电解液等易燃组分，具有液态电池无法比拟的安全特性。迄今为止，有关固态电解质薄膜的制备已经有了大量的研究工作，特别是硫化物、氧化物固态电解质膜相关研究更为成熟，但卤化物固态电解质薄膜相关的报道却较为罕见，尤其是湿法涂布工艺制备卤化物固态电解质薄膜的报道更是少之又少。这主要是由于卤化物电解质对有机溶剂的不稳定所导致的，卤化物电解质在有机溶剂中存在一定的副反应导致卤化物电解质形貌、结构发生变化，造成电解质膜离子导下降。如公开号为cn113394445a的专利，该专利采用苯乙烯丁二烯嵌段聚合物等为粘结剂、非极性或弱极性有机溶剂为分散剂制备了卤化物固态电解质薄膜。
3、但研究发现，依照上述方法制备出黏度适中的电解质浆料存在较大的难度，一方面是由于市面上成熟的苯乙烯类嵌段共聚物重均分子量相对较小(<100万)，在低浓度(<5wt％)下制备出的粘结剂溶液黏度小，通过该浆料制备出的薄膜也易分层，制得的薄膜不均匀
4、此外，研究过程中还发现如仅使用苯乙烯类嵌段共聚物的良溶剂(如：环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、甲苯、对二甲苯等)作为分散剂，其表面张力较大，在薄膜烘干过程中极易出现裂纹。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种卤化物/硫化物固态电解质浆料、薄膜及其制备方法，以解决现有技术中，浆料的黏度小，制备出的薄膜不均匀且电解质薄膜易于产生裂纹问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，混合良溶剂和劣溶剂，制得二元分散剂；将二元分散剂和聚苯乙烯类嵌段共聚物混合后获得胶体溶液，在胶体溶液中加入固态电解质粉末，混合均匀后获得固态电解质浆料；所述固态电解质粉末为卤化物固态电解质粉末或硫化物固态电解质粉末。
4、本专利技术的进一步改进在于：
5、优选的，所述良溶剂为环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、甲苯或对二甲苯；
6、所述劣溶剂为二溴甲烷、二溴乙烷、异辛烷、辛烷、壬烷或癸烷。
7、优选的，所述良溶剂在二元分散剂中质量占比的范围20wt％～90wt％。
8、优选的，所述聚苯乙烯类嵌段共聚物为聚丁二烯-聚苯乙烯或其氢化物，聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯或其氢化物、聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯-丙烯)-聚苯乙烯中的任意一种或几种。
9、优选的，所述卤化物固体电解质的化学结构式为lia-m-xb，其中，m为in、y、zr、ta或sc中的任意一种或几种，所述x为f-、cl-、br-、i-中任意一种或几种，m的价态+a＝b；所述硫化物固态电解质粉末为li3ps4、li7p3s11、li10gep2s12、li9.54si1.74p1.44s11.7cl0.3、li6ps5cl或li5.5ps4.5cl1.5。
10、优选的，所述聚苯乙烯类嵌段共聚物在胶体溶液中的质量占比为0.1wt％～10wt％。
11、一种通过上述任意一项所述制备方法制得的固态电解质浆料。
12、一种卤化物/硫化物固态电解质薄膜的制备方法，将固态电解质浆料涂覆在pet薄膜上，烘干后获得卤化物固态电解质膜或硫化物固态电解质膜。
13、优选的，制备电解质浆料时加入的电解质粉末占电解质薄膜的质量占比为95wt％～99.5wt％。
14、一种通过权利上述述制备方法制得的卤化物/硫化物固态电解质薄膜。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、本专利技术公开了一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，该方法针对上述卤化物/硫化物固态电解质浆料、薄膜制备难题及电解质薄膜易于产生裂纹问题，制备出二元溶剂，该二元溶剂由苯乙烯类嵌段共聚物的良溶剂/劣溶剂组合而成，其中良溶剂能够促进苯乙烯类嵌段共聚物的解离，劣溶剂则减弱苯乙烯类嵌段共聚物的解离，使得在不改变粘结剂浓度的情况下，通过调节良溶剂和劣溶剂的比例即可实现浆料黏度的调节；另外聚苯乙烯类嵌段共聚物的良溶剂普遍具有较大的表面张力，易造成薄膜开裂，选择表面张力大的良溶剂与表面张力小的劣溶剂进行组合，降低了整个分散剂的表面张力，组合后的二元溶剂表面张力较小，可避免电解质膜开裂，当该固态电解质浆料的涂覆在pet薄膜上时，能够消除薄膜裂纹。
17、进一步的，低分子量粘结剂(分子量小于100万)需提高浓度以满足制浆的黏度需求，通过良/劣溶剂比例的调节，可大幅降低低分子量粘结剂制浆所需浓度，进而拓宽粘结剂选择范围，实现对电解质膜的机械性质进行调控，以满足多样化的需求。同时低分子量粘结剂生产效率更高，在一定程度上也可降低电解质膜的生产成本。
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1.一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，混合良溶剂和劣溶剂，制得二元分散剂；将二元分散剂和聚苯乙烯类嵌段共聚物混合后获得胶体溶液，在胶体溶液中加入固态电解质粉末，混合均匀后获得固态电解质浆料；所述固态电解质粉末为卤化物固态电解质粉末或硫化物固态电解质粉末。
2.根据权利要求1所述一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述良溶剂为环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、甲苯或对二甲苯；
3.根据权利要求1所述一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述良溶剂在二元分散剂中质量占比的范围20wt％～90wt％。
4.根据权利要求1所述一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯类嵌段共聚物为聚丁二烯-聚苯乙烯或其氢化物，聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯或其氢化物、聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯-丙烯)-聚苯乙烯中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述卤化物固体电解质的化学结构式为Lia-M-Xb，其中，M为In、
6.根据权利要求1-5任意一项所述卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯类嵌段共聚物在胶体溶液中的质量占比为0.1wt％～10wt％。
7.一种通过权利要求1-5任意一项所述制备方法制得的固态电解质浆料。
8.一种卤化物/硫化物固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，将固态电解质浆料涂覆在PET薄膜上，烘干后获得卤化物固态电解质膜或硫化物固态电解质膜。
9.根据权利要求8所述的卤化物/硫化物固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，制备电解质浆料时加入的电解质粉末占电解质薄膜的质量占比为95wt％～99.5wt％。
10.一种通过权利要求8或9所述制备方法制得的卤化物/硫化物固态电解质薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，混合良溶剂和劣溶剂，制得二元分散剂；将二元分散剂和聚苯乙烯类嵌段共聚物混合后获得胶体溶液，在胶体溶液中加入固态电解质粉末，混合均匀后获得固态电解质浆料；所述固态电解质粉末为卤化物固态电解质粉末或硫化物固态电解质粉末。
2.根据权利要求1所述一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述良溶剂为环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、甲苯或对二甲苯；
3.根据权利要求1所述一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述良溶剂在二元分散剂中质量占比的范围20wt％～90wt％。
4.根据权利要求1所述一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯类嵌段共聚物为聚丁二烯-聚苯乙烯或其氢化物，聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯或其氢化物、聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯-丙烯)-聚苯乙烯中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述一种卤化物/硫化物固态电解质浆料的制备方法，其特征在于，所述卤化物固体电解质的化学结构式为lia-m-xb，其中，m...
【专利技术属性】
技术研发人员：王长虹，孙学良，张书涛，
申请(专利权)人：宁波东方理工大学暂名，
类型：发明
国别省市：
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