CN108987800A - 固态电解质及其制备方法和含有该固态电解质的固态电池 - Google Patents

固态电解质及其制备方法和含有该固态电解质的固态电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及固态电解质及其制备方法和含有该固态电解质的固态电池，固态电解质，由聚合物基体、锂盐和无机陶瓷电解质粉体组成；固态电解质的制备方法，包括以下步骤：S1、备料；S2、原料烘干；S3、无机陶瓷电解质粉体分散；S4、聚合物基体溶解；S5、锂盐溶解；S6、固态电解质制备；固态电池，具备正极、负极以及配置在所述正极与所述负极之间的上述任意一项所述的固态电解质；本发明提供的固态电解质，具有良好的室温离子电导率、机械性能及加工性能，可大大提升锂离子电池的安全性，简化生产步骤，降低生产成本，同时，利用该固态电解质制作的固态电池具备良好的电性能和安全性能，有效的降低了电池起火爆炸的风险。

Description

固态电解质及其制备方法和含有该固态电解质的固态电池
技术领域
本发明涉及固态电池技术领域，尤其涉及固态电解质及其制备方法和含有该固态电解质的固态电池。
背景技术
当前，锂离子电池对人们日常生活及国民经济所产生的影响巨大，其应用涵盖商业化电子产品，如手机、电脑、数码相机等，汽车动力装置以及可再生能源发电站的能源储存等。锂离子电池技术的改进和完善，进一步扩展了其应用领域，同时对其性能也提出了更为苛刻的要求。
目前市场上的商用锂离子电池广泛使用有机液体电解质，有机液体电解质容易腐蚀正、负极，会造成电池容量不可逆损失，同时在充放电过程中，会分解产生可燃气体，从而引起火灾和爆炸等严重的安全问题。相较而言，固态锂离子电池由于采用固态电解质，在提升电池能量密度，延长使用寿命，提升锂离子电池的安全性能有很大的潜力。
现有的固态锂离子电池技术仍处于学术研究阶段，固态电解质的制备方法及全固态电池的性能仍需提升，以适应实际生产。就目前固态电解质技术而言，室温电导率、循环稳定性，制备的可操作性仍然是制约固态电池发展的重大阻碍，普遍使用的无机陶瓷固态电解质与有机聚合物固态电解质都具有相对的局限性。就无机陶瓷固态电解质而言，制备过程中高温烧结(>800℃)，能耗过大，增加成本；弹性模量低，无法与无机正极材料形成良好的面接触，难以形成良好界面，阻碍固态电池的制备及性能，不易商业化。有机聚合物普遍室温电导率较低(<10-4S/cm)，难以正常工作；电解质强度较差，无法抑制金属锂负极枝晶问题，难以达到实用要求。目前普遍使用的无机陶瓷固态电解质与有机聚合物固态电解质都具有相对的局限性。复合固态电解质相比于单一固态电解质的性能有了很大的提升，但室温电导率仍然难以突破10-4S/cm。就目前电导率较高的(2～4×10-4S/cm)由PEO或PPC与纳米LLZO无机粉体复合的固态电解质存在下述问题：(1)制备过程中需要严格的环境，包括原材料及溶剂的干燥，加工及储存过程中的控水等，否则极易发生凝胶现象，环境稳定性差；(2)PEO或PPC在温度高于60℃时软化现象明显，高温下固态电解质的机械性能差；(3)纳米无机粉体添加量较高，增加电解质成本。
基于此，为了解决现有技术中固态电解质存在的问题，本发明提出了一种具有高室温电导率、高力学性能、良好的界面接触及优异的加工性能的固态电解质及其制备方法和含有该固态电解质的固态电池。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，得到一种具有高室温电导率、高力学性能、良好的界面接触及优异的加工性能的固态电解质及其制备方法和含有该固态电解质的固态电池。
本发明是通过以下技术方案实现：
固态电解质，由聚合物基体、锂盐和无机陶瓷电解质粉体组成，所述聚合物基体为聚偏氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)与聚碳酸丙烯酯中的一种或几种，所述锂盐为高氯酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或几种，所述无机陶瓷电解质粉体为掺杂锂镧锆氧基氧化物，其化学式为Li7-xLa3Zr2-xMxO12，其中M代表掺杂阳离子，为W、Ba、Sb中的一种，0<x≤2。
本发明进一步改进在于，所述聚合物分子量为50000～1200000，聚碳酸丙烯酯的分子量为50000。
本发明进一步改进在于，以重量计，所述聚合物的含量为60％～85％。
本发明进一步改进在于，以重量计，所述锂盐的含量为10％～30％。
本发明进一步改进在于，以重量计，所述无机陶瓷电解质的含量为5％～10％。
本发明进一步改进在于，所述无机陶瓷电解质的粒径为10μm～100nm。
本发明另一个目的，固态电解质的制备方法，该方法基于上述任一项所述的固态电解质，包括以下步骤：
S1、备料：按以下质量比准备所需材料：聚合物基体、锂盐和无机陶瓷电解质粉体的质量比x:(100-x-y):y(其中x≥60，y≥5)；
S2、原料烘干：将聚合物基体、锂盐、无机陶瓷电解质粉体在100℃～200℃下，真空干燥4h～12h；
S3、无机陶瓷电解质粉体分散：将无机陶瓷电解质粉体和有机溶剂真空搅拌2h～4h，真空度为-0.08～-0.1MPa；
S4、聚合物基体溶解：将聚合物基体加入到步骤S3得到的溶解在有机溶剂中的无机陶瓷电解质粉体中，真空搅拌0.5h～2h，真空度为-0.08～-0.1MPa；
S5、锂盐溶解：将锂盐加入到步骤S4得到的溶液中，真空搅拌4h～8h，真空度为-0.08～-0.1Mpa，得到固态电解质浆料；
S6、固态电解质制备：将步骤S5中得到的固态电解质浆料倒入模具中，60℃～80℃加热至溶剂完全挥发，100℃～120℃下真空干燥4h～12h，获得固态电解质。
本发明进一步改进在于，所述步骤S3中的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或几种。
本发明另一个目的，固态电池，具备正极、负极以及配置在所述正极与所述负极之间的上述任意一项所述的固态电解质。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的制作及测试方法得到的固态电解质，具有良好的室温离子电导率、机械性能及加工性能，可大大提升锂离子电池的安全性，相对于商用液态电解质，简化生产步骤，降低生产成本，同时，本发明中利用该固态电解质制作的固态电池具备良好的电性能和安全性能，相比传统液体电解质锂离子电池有了极大的改善，有效的降低了电池起火爆炸的风险。
附图说明
图1为本发明中固态电解质制备流程图；
图2为本发明一个实施例中制备的固态电解质的实物图；
图3为本发明一个实施例中的电解质的交流阻抗图谱；
图4为本发明一个实施例中的电解质的电导率随温度变化的阿累尼乌斯图；
图5为本发明中一个实施例所制备的固态软包锂离子电池的充放电曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种固态电解质，由聚合物基体、锂盐和无机陶瓷电解质粉体组成，所述聚合物基体为聚偏氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)与聚碳酸丙烯酯中的一种或几种，所述锂盐为高氯酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或几种，所述无机陶瓷电解质粉体为掺杂锂镧锆氧基氧化物，其化学式为Li7-xLa3Zr2-xMxO12，其中M代表掺杂阳离子，为W、Ba、Sb中的一种，0<x≤2。
具体实施时，所述聚合物分子量为50000～1200000，聚碳酸丙烯酯的分子量为50000。
具体实施时，以重量计，所述聚合物的含量为60％～85％。
具体实施时，以重量计，所述锂盐的含量为10％～30％。
具体实施时，以重量计，所述无机陶瓷电解质的含量为5％～10％。
具体实施时，所述无机陶瓷电解质的粒径为10μm～100nm。
在上述技术方案中，聚合物基体为聚偏氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)与聚碳酸丙烯酯中的一种或几种，聚合物分子量为50000～1200000，重量占总组成的60％～85％，由此可以赋予固态电解质优异的塑性；锂盐为高氯酸锂与双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或几种，重量占总组成的10％～30％，由此，可以提高固态电解质的离子导电能力；无机陶瓷粉体为掺杂锂镧锆氧氧化物，粉体粒度不受限，化学组成为Li7-xLa3Zr2-xMxO12，其中M＝W、Ba、Sb，0<x≤2，重量占总组成的5％～10％，由此，可以降低聚合物的结晶度、通过协同效应提高固态电解质的室温电导率及机械强度。
本发明另一个目的，如图1所示，固态电解质的制备方法，该方法基于上述任一项所述的固态电解质，包括以下步骤：
S1、备料：按以下质量比准备所需材料：聚合物基体、锂盐和无机陶瓷电解质粉体的质量比x:(100-x-y):y(其中x≥60，y≥5)；
S2、原料烘干：将聚合物基体、锂盐、无机陶瓷电解质粉体在高温下真空干燥，干燥时间及温度不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择；作为优选，将聚合物基体、锂盐、无机陶瓷电解质粉体在100℃～200℃下，真空干燥4h～12h；
S3、无机陶瓷电解质粉体分散：将无机陶瓷电解质粉体均匀分散于有机溶剂中；基于固态电解质总重量，无机陶瓷粉体的含量为5％～10％，由此可以提高复合电解质的性能，降低成本。根据本发明的实施例，溶剂的具体种类不受限，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择，作为优选，将无机陶瓷电解质粉体和有机溶剂真空搅拌2h～4h，真空度为-0.08～-0.1MPa；
S4、聚合物基体溶解：将聚合物基体加入到步骤S3得到的溶解在有机溶剂中的无机陶瓷电解质粉体中，根据本发明实施例，基于固态电解质总重量，聚合物基体约为60％～85％，由此可以提高复合电解质的性能，作为优选，真空搅拌0.5h～2h，真空度为-0.08～-0.1MPa；
S5、锂盐溶解：将锂盐加入到步骤S4得到的溶液中，真空搅拌4h～8h，真空度为-0.08～-0.1Mpa，得到固态电解质浆料；
S6、固态电解质制备：将步骤S5中得到的固态电解质浆料由涂布机涂布于箔材上，加热干燥从而获得固态电解质，作为优选，还可以将固态电解质浆料倒入模具中，60℃～80℃加热至溶剂完全挥发，100℃～120℃下真空干燥4h～12h，获得固态电解质。
在上述技术方案中，采用的优选方案的工艺参数的设置，保证了制备过程中的严格环境，包括原材料及溶剂的干燥，加工及储存过程中的控水，避免发生凝胶现象，提高了环境稳定性；合理温度的设置，避免了软化现象的发生，提高了固态电解质的机械性能差；采用合理的无机陶瓷电解质粉体用量，有效降低了电解质成本。
本发明进一步改进在于，所述步骤S3中的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或几种，由此可以提升固态电解质的性能。
本发明另一个目的，固态电池，具备正极、负极以及配置在所述正极与所述负极之间的上述任意一项所述的固态电解质，可以制成扣式电池或软包电池。
实施例1、制作固态电解质
将无机陶瓷电解质在NMP(N-甲基吡咯烷酮)中分散。随后，将PVDF(聚偏氟乙烯)、PVDF-HFP(聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯))与LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)加入混合物中溶解，形成均匀的浆料。浆料的固含量为15％。基于固态电解质的重量，聚合物基体占65％，其中PVDF与PVDF-HFP的重量比为5:5，LiTFSI占25％，无机陶瓷电解质占比10wt％。将制备的浆料由涂布机涂布于箔材上，待溶剂挥发完全后真空干燥得到固态电解质。
实施例1所制备的固态电解质的实物图如图2所示，该固态电解质力学性能良好，可卷绕。
实施例2、制作固态电解质
将无机陶瓷电解质在NMP中分散。随后，将PVDF、PVDF-HFP与LiTFSI加入混合物中均匀搅拌，形成均匀的浆料。浆料的固含量为12％。基于固态电解质的重量，聚合物基体占85％，其中PVDF与PVDF-HFP的重量比为5:5，LiTFSI占10wt％，无机陶瓷电解质占比5％。将制备的浆料由涂布机涂布于箔材上，待溶剂挥发完全后真空干燥得到固态电解质，如图3所示，为该固态电解质的交流阻抗图谱。
实施例3、制作固态电解质
将无机陶瓷电解质在DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中分散搅拌2h。随后，将PVDF、PPC(聚甲基乙撑碳酸酯)与LiTFSI加入混合物中均匀搅拌，形成均匀的浆料。浆料的固含量为20％。基于固态电解质的重量，聚合物基体占60％，其中PVDF与PPC的重量比为5:5，LiTFSI占30％，无机陶瓷电解质占比10％。将制备的浆料由涂布机涂布于箔材上，待溶剂挥发完全后真空干燥得到固态电解质，如图4所示，为该固态电解质的电导率随温度变化的阿累尼乌斯图。
实施例4、制备固态扣式锂离子电池
采用钴酸锂作为正极材料。将钴酸锂材料、LiTFSI、PVDF和Super-P(导电碳黑)按照95:1:2:2的比例混合均匀，涂覆到铝集流体表面，120℃真空干燥后得到钴酸锂正极，使用金属锂片作为负极，与实施例1中的电解质组装成2016扣式电池。
所述扣式锂离子电池在2.5V～4.2V进行充放电，可稳定循环200次，首次放电容量可达140mAh/g。
实施例5、制作固态软包锂离子电池
采用钴酸锂作为正极材料，上述全固态电解质作为电解质，石墨作为负极材料，组装全固态软包锂离子电池。首先，首先将钴酸锂材料、LiTFSI、PVDF和Super-P按照95:1:2:2的比例混合均匀，涂覆到铝集流体表面作为正极，将石墨材料、LiTFSI、CMC(羧甲基纤维素)和Super-P按照93:2:2:3的比例混合均匀，涂覆到铜集流体表面作为负极。将正负极极片真空干燥后裁切成型，并做极耳引出，将制得的正极片、负极片与实施例3制备的固体电解质进行层叠组装，然后依次进行热压、负压封装、高温存储工艺，完成固态软包锂离子电池制作。图5为所述固态软包锂离子电池在2.75V～4.0V之间的充放电曲线图。
对比例1：
将无机陶瓷电解质在DMF中搅拌，随后，将PVDF与LiTFSI加入混合物中均匀搅拌，形成均匀的浆料。浆料的固含量为20wt％。基于固态电解质的重量，聚合物基体占60％，LiTFSI占30％，无机陶瓷电解质占比10％。将制备的浆料由涂布机涂布于箔材上，待溶剂挥发完全后真空干燥得到固态电解质。
对比例2：
将PVDF、PPC与LiTFSI加入DMF中搅拌，形成均匀的浆料。浆料的固含量为20％。基于固态电解质的重量，聚合物基体占70％，其中PVDF与PPC的质量比为5:5，LiTFSI占30％。将制备的浆料由涂布机涂布于箔材上，待溶剂挥发完全后真空干燥得到固态电解质。
性能测试：
(1)电导率测试
实施例1、2、3与对比例1、2所制得的固态电解质由模具冲成小圆片。电导率测试方法：组装SS|电解质|SS结构的柱状电池，交流电压振幅5mV，频率0.1Hz～1MHz。测得电解质本体电阻后计算得出电解质的电导率。
(2)充放电测试
对实施例4、5所制备的电池进行测试。充放电范围2.5V～4.2V，充放电倍率0.1C。如图5可以看出，实施例中软包固态电池具有优异的充放电性能。
(3)力学性能测试
实施例1、2、3与对比例1、2所制得的固态电解质进行拉伸强度测试。
上述测试结果如表1所示：
表1材料性能表
从以上性能测试结果表明，无机陶瓷电解质的加入能提高固态电解质的力学性能与离子电导率。聚合物PVDF-HFP的加入能提高电解质的拉伸强度，聚合物PPC的加入能提高电解质的离子电导率。
本发明提供的一种固态电解质的室温电导率高，力学性能好，加工简单，有利于大规模生产使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.固态电解质，其特征在于：由聚合物基体、锂盐和无机陶瓷电解质粉体组成，所述聚合物基体为聚偏氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)与聚碳酸丙烯酯中的一种或几种，所述锂盐为高氯酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或几种，所述无机陶瓷电解质粉体为掺杂锂镧锆氧基氧化物，其化学式为Li7-xLa3Zr2-xMxO12，其中M代表掺杂阳离子，为W、Ba、Sb中的一种，0<x≤2。
2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：所述聚合物分子量为50000～1200000，聚碳酸丙烯酯的分子量为50000。
3.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：以重量计，所述聚合物的含量为60％～85％。
4.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：以重量计，所述锂盐的含量为10％～30％。
5.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：以重量计，所述无机陶瓷电解质的含量为5％～10％。
6.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：所述无机陶瓷电解质的粒径为10μm～100nm。
7.固态电解质的制备方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至6任意一项所述的固态电解质，包括以下步骤：
S1、备料：按以下质量比准备所需材料：聚合物基体、锂盐和无机陶瓷电解质粉体的质量比x:(100-x-y):y(其中x≥60，y≥5)；
S2、原料烘干：将聚合物基体、锂盐、无机陶瓷电解质粉体在100℃～200℃下，真空干燥4h～12h；
S3、无机陶瓷电解质粉体分散：将无机陶瓷电解质粉体和有机溶剂真空搅拌2h～4h，真空度为-0.08～-0.1MPa；
S4、聚合物基体溶解：将聚合物基体加入到步骤S3得到的溶解在有机溶剂中的无机陶瓷电解质粉体中，真空搅拌0.5h～2h，真空度为-0.08～-0.1MPa；
S5、锂盐溶解：将锂盐加入到步骤S4得到的溶液中，真空搅拌4h～8h，真空度为-0.08～-0.1Mpa，得到固态电解质浆料；
S6、固态电解质制备：将步骤S5中得到的固态电解质浆料倒入模具中，60℃～80℃加热至溶剂完全挥发，100℃～120℃下真空干燥4h～12h，获得固态电解质。
8.根据权利要求1所述的固态电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或几种。
9.固态电池，其特征在于：具备正极、负极以及配置在所述正极与所述负极之间的权利要求1至6任意一项所述的固态电解质。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818051A (zh) * 2019-01-04 2019-05-28 南方科技大学 锂镧锆氧固态电解质及其制备方法、锂离子电池
CN109888372A (zh) * 2019-02-25 2019-06-14 蜂巢能源科技有限公司 固体电解质复合膜及其应用
CN109927220A (zh) * 2019-01-29 2019-06-25 浙江隆劲电池科技有限公司 一种连续制备及转移固态电解质膜的方法
CN110061296A (zh) * 2019-04-09 2019-07-26 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种复合固态电解质及其制备方法和应用
CN110336073A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 北京协同创新研究院 一种固态电解质及其制备方法、固态电池和电子设备
CN110661032A (zh) * 2019-10-14 2020-01-07 中山大学 一种固态电解质薄膜及其应用
CN110828906A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 四川贝克特瑞科技有限公司 一种聚合物基固态电解质的制备方法及其应用
CN110994012A (zh) * 2019-11-21 2020-04-10 同济大学 一种多组分固态电解质及其制备方法与应用
CN111048838A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种复合电解质材料及其制备方法
CN111313083A (zh) * 2020-03-13 2020-06-19 东华大学 一种复合固态电解质薄膜及其制备和应用
CN111370756A (zh) * 2020-02-24 2020-07-03 青岛大学 一种高电压固态锂电池及其制备方法
CN111584929A (zh) * 2020-04-29 2020-08-25 中国科学院福建物质结构研究所 一种固态电解质及制备方法和锂电池
CN111769319A (zh) * 2019-10-08 2020-10-13 天津工业大学 一种用于全固态锂电池的三维大孔复合固体电解质膜
CN112599845A (zh) * 2020-12-17 2021-04-02 广西科技大学 一种储能充电系统电池用复合固态电解质膜的制备方法
CN114204110A (zh) * 2021-12-13 2022-03-18 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种复合固态电解质及其制备方法和锂离子电池

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130230778A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Honda Motor Co., Ltd. Lithium ion conductive composite electrolyte and lithium ion secondary battery using same
CN105098234A (zh) * 2015-09-22 2015-11-25 中国科学院物理研究所 固体电解质材料以及包括该固体电解质材料的电解质层、锂离子电池
CN106602138A (zh) * 2017-01-17 2017-04-26 哈尔滨工业大学无锡新材料研究院 一种添加高浓度锂盐的固态聚合物电解质及其制备方法
US20170179521A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Jeffrey Sakamoto Slurry Formulation for the Formation of Layers for Solid State Batteries
CN107346834A (zh) * 2016-05-05 2017-11-14 中国科学院上海硅酸盐研究所 无锂盐添加复合固态电解质材料、电解质膜及其制备方法
CN107834104A (zh) * 2017-12-12 2018-03-23 清陶（昆山）能源发展有限公司 一种复合固态电解质及其制备方法以及在全固态锂电池中的应用
CN108155413A (zh) * 2018-01-12 2018-06-12 北京科技大学 二价碱土金属和钽共掺杂的Li7La3Zr2O12固体电解质材料及制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130230778A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Honda Motor Co., Ltd. Lithium ion conductive composite electrolyte and lithium ion secondary battery using same
CN105098234A (zh) * 2015-09-22 2015-11-25 中国科学院物理研究所 固体电解质材料以及包括该固体电解质材料的电解质层、锂离子电池
US20170179521A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Jeffrey Sakamoto Slurry Formulation for the Formation of Layers for Solid State Batteries
CN107346834A (zh) * 2016-05-05 2017-11-14 中国科学院上海硅酸盐研究所 无锂盐添加复合固态电解质材料、电解质膜及其制备方法
CN106602138A (zh) * 2017-01-17 2017-04-26 哈尔滨工业大学无锡新材料研究院 一种添加高浓度锂盐的固态聚合物电解质及其制备方法
CN107834104A (zh) * 2017-12-12 2018-03-23 清陶（昆山）能源发展有限公司 一种复合固态电解质及其制备方法以及在全固态锂电池中的应用
CN108155413A (zh) * 2018-01-12 2018-06-12 北京科技大学 二价碱土金属和钽共掺杂的Li7La3Zr2O12固体电解质材料及制备方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818051A (zh) * 2019-01-04 2019-05-28 南方科技大学 锂镧锆氧固态电解质及其制备方法、锂离子电池
CN109927220A (zh) * 2019-01-29 2019-06-25 浙江隆劲电池科技有限公司 一种连续制备及转移固态电解质膜的方法
CN109888372A (zh) * 2019-02-25 2019-06-14 蜂巢能源科技有限公司 固体电解质复合膜及其应用
CN110061296A (zh) * 2019-04-09 2019-07-26 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种复合固态电解质及其制备方法和应用
CN110336073A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 北京协同创新研究院 一种固态电解质及其制备方法、固态电池和电子设备
CN111769319A (zh) * 2019-10-08 2020-10-13 天津工业大学 一种用于全固态锂电池的三维大孔复合固体电解质膜
CN110661032A (zh) * 2019-10-14 2020-01-07 中山大学 一种固态电解质薄膜及其应用
CN110994012A (zh) * 2019-11-21 2020-04-10 同济大学 一种多组分固态电解质及其制备方法与应用
CN110828906A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 四川贝克特瑞科技有限公司 一种聚合物基固态电解质的制备方法及其应用
CN111048838A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种复合电解质材料及其制备方法
CN111370756A (zh) * 2020-02-24 2020-07-03 青岛大学 一种高电压固态锂电池及其制备方法
CN111313083A (zh) * 2020-03-13 2020-06-19 东华大学 一种复合固态电解质薄膜及其制备和应用
CN111313083B (zh) * 2020-03-13 2023-02-28 东华大学 一种复合固态电解质薄膜及其制备和应用
CN111584929A (zh) * 2020-04-29 2020-08-25 中国科学院福建物质结构研究所 一种固态电解质及制备方法和锂电池
CN112599845A (zh) * 2020-12-17 2021-04-02 广西科技大学 一种储能充电系统电池用复合固态电解质膜的制备方法
CN114204110A (zh) * 2021-12-13 2022-03-18 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种复合固态电解质及其制备方法和锂离子电池

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