固体电解质及其制备方法、高镍三元全固态电池与流程

文档序号:25083235发布日期:2021-05-18 14:11阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种固体电解质,其特征在于,所述固体电解质由60wt%~75wt%的聚合物基体、以及分散在聚合物基体中的10wt%~25wt%碱金属盐和0wt%~15wt%添加剂组成;所述添加剂为无机纳米颗粒、增塑剂或离子液体;所述聚合物基体的分子链结构由式ⅰ所示的结构单元和/或式ⅱ所示的结构单元组成;或者,所述聚合物基体的分子链结构由式ⅰ所示的结构单元、式ⅱ所示的结构单元中的一种或两种与式ⅲ所示的结构单元组成,所述式ⅲ所示的结构单元在聚合物基体中的质量百分含量wⅲ为0wt%<wⅲ≤40wt%;其中,所述r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自h或c1~c4的烷基;所述r8选自c1~c4的烷基;所述n1选自5~11的整数;所述聚合物基体的数均分子量为104~5
×
105。2.根据权利要求1所述的固体电解质,其特征在于,所述r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自h或c1~c2的烷基;所述r8选自c1~c2的烷基。3.根据权利要求2所述的固体电解质,其特征在于,所述r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自h;所述r8选自甲基。4.根据权利要求1-3任一项所述的固体电解质,其特征在于,所述式ⅲ所示的结构单元在聚合物基体中的质量百分含量wⅲ为15%~30%。5.根据权利要求1-3任一项所述的固体电解质,其特征在于,所述无机纳米颗粒为三氧化二铝、二氧化钛、li7la3zr2o
12
、li7la3zr
1.5
ta
0.5
o
12
、磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂中的一种或两种以上;所述增塑剂为丁二腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或两种以上;所述离子液体为哌啶类离子液体和/或季铵盐类离子液体。6.一种如权利要求1所述的固体电解质的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:向由60wt%~75wt%的聚合单体、10wt%~25wt%的碱金属盐和0wt%~15wt%的添加剂组成的混合液中加入光引发剂,利用紫外光引发聚合,即得;所述添加剂为无机纳米颗粒、增塑剂或离子液体;
所述聚合单体由式ⅳ所示的化合物和/或式

所示的化合物组成;或者,所述聚合单体由式ⅳ所示的化合物、式

所示的化合物中的一种或两种与式

所示的化合物组成,所述式

所示的化合物在聚合单体中的质量百分含量w

为0wt%<w

≤40wt%;其中,所述r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自h或c1~c4的烷基;所述r8选自c1~c4的烷基;所述n1选自5~11的整数;所述聚合物基体的数均分子量为104~5
×
105。7.一种高镍三元全固态电池,其特征在于,所述高镍三元全固态电池包括正极、负极和位于所述正极和所述负极之间的如权利要求1所述的固体电解质。8.根据权利要求7所述的高镍三元全固态电池,其特征在于,所述正极包括正极集流体和依次涂覆在正极集流体表面的正极材料和聚合物基涂覆层;所述正极材料由三元活性物质和包覆在三元活性物质表面的无机化合物组成;所述聚合物基涂覆层由50wt%~70wt%的聚合物、20wt%~30wt%的碱金属盐和10wt%~40wt%的离子液体组成;所述聚合物为聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯或聚酰亚胺。9.根据权利要求8所述的高镍三元全固态电池,其特征在于,所述三元活性物质为lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2、lini
0.6
co
0.2
mn
0.2
o2、lini
0.7
co
0.1
mn
0.2
o2、lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2、lini
0.8
co
0.15
al
0.05
o2或lini
0.9
co
0.05
al
0.05
o2;所述无机化合物为铌酸锂、铝酸锂、磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂或li7la3zr2o
12
;所述碱金属盐为锂盐;所述锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂或双氟磺酰亚胺锂;所述离子液体为哌啶类离子液体。10.根据权利要求7所述的高镍三元全固态电池,其特征在于,所述负极包括金属锂片和涂覆在金属锂片表面的聚乙烯醚电解质;所述聚乙烯醚电解质由聚乙烯醚基体和分散在聚乙烯醚基体中的碱金属盐组成,所述聚乙烯醚基体的数均分子量为5
×
103~105;
所述聚乙烯醚电解质由式

所示的化合物与锂盐的混合液经过光引发聚合得到;所述n2为2~15。
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