固态电解质膜、固态电池及用电装置的制作方法

本申请涉及电池，具体涉及一种固态电解质膜、固态电池及用电装置。

背景技术：

1、随着能源危机和环境保护的要求，新能源电池受到前所未有的重视。近年来，由于固态电池不使用易燃的液态电解液，采用固态电解质的固态电池由于较高的安全性而受到了广泛关注。

2、固态电解质膜作为固态电池的核心组件，其性质制约着电池的性能表现。硫化物体系电解质电导率高、可加工性强，是最有前途的固态解决方案之一，但目前硫化物体系的固态电解质电化学性能仍然较差。

3、鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

1、本申请的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种固态电解质膜、固态电池及用电装置，有效的提高固态电池的能量密度、安全性和电化学性能。

2、为实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种固态电解质膜，包括硫化物固态电解质和离子传导聚合物，所述离子传导聚合物包括式ⅰ所示结构的化合物中的至少一种；

3、

4、式ⅰ中，m/n＝(0.5～2)：1，r包括-so3li、-(bo4)(c2o2)li、-n(so2cf3)(so2li)中的至少一种。

5、作为本申请的实施方案，所述离子传导聚合物的重均分子量为50000～500000。

6、作为本申请的实施方案，所述硫化物固态电解质占固态电解质膜总质量的92％～98％。

7、作为本申请的实施方案，所述离子传导聚合物占固态电解质膜总质量的2％～8％。

8、作为本申请的实施方案，所所述硫化物固态电解质的通式包括lixaybz，其中，a包括si、ge、sn、p、s中的至少一种，b包括s、cl中的一种或两种，2≤x≤10，1≤y≤5，0≤z≤12。

9、作为本申请的实施方案，所述硫化物固态电解质包括li6ps5cl、li6ps5br、li6ps5i、li10gep2s12、li2s-p2s5、lisipscl、li7p3s11、li5.5ps4.5cl1.5、li10snp2s12中的至少一种。

10、作为本申请的实施方案，所述硫化物固态电解质的d90≤10μm。

11、作为本申请的实施方案，所述固态电解质膜的厚度为10μm～40μm。

12、作为本申请的实施方案，所述固态电解质膜的离子电导率≥1ms/cm。

13、本申请的第二方面提供了一种固态电池，包括上述所述固态电解质膜。

14、本申请的第三方面提供了一种用电装置，包括上述所述的固态电池，所述固态电池作为所述用电装置的供电电源。

15、本申请的有益效果在于：本申请的固态电解质膜包括硫化物固态电解质和离子传导聚合物，其中，所述的离子传导聚合物相互交联形成导锂支撑网络，硫化物固态电解质填充于所述的导锂支撑网络之间，导锂支撑网络的形成能够有效的传导锂离子，缩短锂离子的传输距离，降低电解质颗粒间的传递阻抗，有效的提高固态电解质膜的机械性能，并显著提高固态电解质膜的离子导电性，使所述的固态电解质膜能够承受更高的运行压力，提高固态电解质膜的稳定性，使其能够缓冲充放电过程中的体积膨胀和收缩，有效的提高固态电池的能量密度、安全性和电化学性能。

技术特征：

1.一种固态电解质膜，其特征在于，包括硫化物固态电解质和离子传导聚合物，所述离子传导聚合物包括式ⅰ所示结构的化合物中的至少一种；

2.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述离子传导聚合物的重均分子量为50000～500000。

3.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述硫化物固态电解质占固态电解质膜总质量的92％～98％；和/或

4.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述硫化物固态电解质的通式包括lixaybz，其中，a包括si、ge、sn、p、s中的至少一种，b包括s、cl中的一种或两种，2≤x≤10，1≤y≤5，0≤z≤12。

5.根据权利要求4所述的固态电解质膜，其特征在于，所述硫化物固态电解质包括li6ps5cl、li6ps5br、li6ps5i、li10gep2s12、li2s-p2s5、lisipscl、li7p3s11、li5.5ps4.5cl1.5、li10snp2s12中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述硫化物固态电解质的d90≤10μm。

7.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述固态电解质膜的厚度为10μm～40μm。

8.根据权利要求1所述的固态电解质膜，其特征在于，所述固态电解质膜的离子电导率≥1ms/cm。

9.一种固态电池，其特征在于，包括权利要求1～8任一所述固态电解质膜。

10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求9所述的固态电池，所述固态电池作为所述用电装置的供电电源。

技术总结
本申请公开了一种固态电解质膜、固态电池及用电装置，属于电池技术领域，包括硫化物固态电解质和离子传导聚合物，所述的离子传导聚合物相互交联形成导锂支撑网络，硫化物固态电解质填充于所述的导锂支撑网络之间，导锂支撑网络的形成能够有效的传导锂离子，缩短锂离子的传输距离，降低电解质颗粒间的传递阻抗，所述的固态电解质膜能够承受更高的运行压力，提高固态电解质膜的稳定性，使其能够缓冲充放电过程中的体积膨胀和收缩，有效的提高固态电池的能量密度、安全性和电化学性能。

技术研发人员：苏浩东,陈加航,卢玺文,熊伟强,梁子腾
受保护的技术使用者：欣旺达动力科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/2