CN113782826A - 一种固态电解质及包含该固态电解质的固态电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种固态电解质及包含该固态电解质的固态电池，通过采用三通道静电纺丝技术，以相变材料为核心，以聚合物材料作为骨架，并协同添加快离子导体，以提升固态电解质机械性能的同时构建更多的锂离子传输位点，并通过添加锂、镁、钠盐等快离子导体材料来提升离子电导率。由此制备得到的固态电解质在具有超高离子电导率的同时从源头上缓解电池内部的热量聚集，进而提升了锂离子电池的本征安全性；同时加入了快离子导体以削弱相变材料对固态电解质离子电导率的影响。本发明的固态电解质材料解决了固态电解质与电极间的界面接触性差的问题，同时赋予了固态电解质优异的温度吸收和温度调控性能。
Description
技术领域
本发明涉及电化学储能电池领域，具体涉及一种固态电解质及其制备方法和包含该固态电解质的固态电池。
背景技术
过去20年，伴随着便携式消费电子产业的飞速发展，锂离子电池由于能量密度高、循环性能及倍率性能良好，商业化取得了巨大成功。然而，过去几十年不断发生的锂离子电池安全事故一直是该领域内的隐忧。
锂离子电池因使用高温易燃的有机电解液作为锂离子导电网络，而一旦电池内部温度因为各种原因(比如电池内部短路)达到有机溶剂的燃点，便会引起电池内部温度过高，就会引发电池起火，甚至爆炸的隐患。而电池能量密度越高，危害越大，且上述安全问题早在锂离子电池诞生之初就已经存在。近数十年来的研究表明，发展全固态锂离子电池，有可能从根源上解决上述安全隐患。而聚合物固态电解质由于其柔性和易制备的特性得到了广泛的关注。
但是，目前聚合物固态电解质由于选用常规的聚合物材料，仍不能从源头上缓解电池内部的热量聚集，尤其是在机械滥用或电滥用的条件下。
发明内容
为了改善上述技术问题，本发明提供一种固态电解质，通过在三通道同轴静电纺丝技术中加入相变材料，在具有超高离子电导率的同时从源头上缓解电池内部的热量聚集，进而提升了锂离子电池的本征安全性；同时加入了快离子导体以削弱相变材料对固态电解质离子电导率的影响。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种固态电解质，所述固态电解质包括相变材料、聚合物和快离子导体。
根据本发明，所述固态电解质中，聚合物与相变材料的质量比为16:1～5:3，示例性为16:1、15:1、12:1、10:1、8:1、5:1、3:1、5:3。
根据本发明，所述固态电解质包括具有皮芯结构的聚合物纤维，该聚合物纤维的外层为聚合物和快离子导体，内层为快离子导体和相变材料。
根据本发明，所述固态电解质包括具有三维结构的聚合物纤维，该聚合物纤维的外层包括聚合物，内层包括相变材料，快离子导体贯穿整个纤维中。
根据本发明，所述相变材料可以选自聚乙二醇、石蜡、聚烯烃类、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)和聚酰胺(Polyamide，PA)等中的至少一种。
根据本发明，所述聚合物可以选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚碳酸酯和聚氨酯等材料中的至少一种。
根据本发明，所述快离子导体可以选自含锂离子的化合物或不含锂离子的化合物。
优选地，所述含锂离子的化合物例如可以为含锂离子的氧化物、锂盐等中的至少一种。
优选地，所述含锂离子的氧化物包括但不限于Li7La3Zr2O12、Li6.28La3Zr2Al0.24O12、Li6.75La3Nb0.25Zr1.75O12、Li6.8La3Zr1.8Ta0.2O12、Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3等中的至少一种。
优选地，所述锂盐包括但不限于LiBMB、LiBMFMB、LiDFMFMB、LiDFEFMB、LiDFPFMB、LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiDFOB、LiBOB、LiFSI和LiTFSI等中的至少一种。
优选地，所述不含锂离子的化合物包括但不限于Al2O3、TiO2、SiO2、BaTiO3、ZrO2、SN和蒙脱土等中的至少一种。
根据本发明，所述快离子导体还可以任选地添加镁盐，以制备双阳离子电解质。例如，所述镁盐可以为Mg(TFSI)2、MgClO4等中的至少一种。
根据本发明，所述相变材料的质量为固态电解质总质量的5～30％，示例性为5％、10％、15％、20％、25％、30％。
根据本发明，所述聚合物的质量为固态电解质总质量的50～80％，示例性为50％、60％、70％、80％。
根据本发明，所述快离子导体的质量为固态电解质总质量的5～20％，示例性为5％、10％、15％、20％、25％、30％。
根据本发明，所述固态电解质呈薄膜状。
根据本发明，薄膜状固态电解质的厚度为20～100μm。
根据本发明，所述薄膜状固态电解质中还包括锂盐。
优选地，所述锂盐包括但不限于LiBMB、LiBMFMB、LiDFMFMB、LiDFEFMB、LiDFPFMB、LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiDFOB、LiBOB、LiFSI和LiTFSI等中的至少一种。
优选地，所述锂盐的质量为薄膜状固态电解质总质量的1～20％，示例性为1％、5％、10％、15％、20％。
根据本发明，所述固态电解质由包括聚合物、快离子导体和相变材料的原料采用三通道同轴静电纺丝方法制备得到，所述固态电解质包括具有皮芯结构的聚合物纤维，该聚合物纤维的外层为聚合物和快离子导体，内层为快离子导体和相变材料；或者，所述固态电解质包括具有三维结构的聚合物纤维，该聚合物纤维的外层包括聚合物，内层包括相变材料，快离子导体贯穿整个纤维中。
根据本发明，还包括对上述固态电解质进行辊压处理，以制备得到薄膜状固态电解质。
本发明还提供一种上述固态电解质的制备方法，所述方法包括以下步骤：
以聚合物、快离子导体和相变材料为原料，采用三通道同轴静电纺丝方法制备得到所述固态电解质。
根据本发明，所述固态电解质包括具有皮芯结构的聚合物纤维，该聚合物纤维的外层为聚合物和快离子导体，内层为快离子导体和相变材料。
根据本发明，所述制备方法具体包括：
将聚合物、快离子导体和相变材料分别溶解于溶剂中得到三种静电纺丝溶液，采用三通道同轴静电纺丝方法制备得到所述固态电解质。
根据本发明，所述聚合物、快离子导体和相变材料的具体定义如前。
根据本发明，所述溶剂例如选自甲苯、二甲苯、甲乙酮、石油醚、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、正戊烷、正己烷、正辛烷、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。
本发明对静电纺丝方法的条件参数不做特别限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。例如，静电纺丝出液口与接收面的间距可以设为5～30cm；又如静电纺丝的电压可以为5～50KV。
例如，聚合物静电纺丝溶液中，聚合物的质量浓度为5～40％，示例性为5％、10％、15％、20％、30％、40％。
例如，快离子导体静电纺丝溶液中，快离子导体的质量浓度为1～20％，示例性为1％、5％、8％、10％、15％、20％。
例如，相变材料静电纺丝溶液中，相变材料的质量浓度为30～90％，示例性为30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％。
根据本发明，所述固态电解质的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将聚合物溶解在溶剂中，搅拌均匀，配制成质量浓度为5～40％的聚合物静电纺丝溶液；
步骤二：将快离子导体分散在无水乙醇内，得到质量浓度为1～20％的快离子导体静电纺丝溶液；
步骤三：将相变材料溶解在有机溶剂中，搅拌至溶解，得到质量浓度为30～90％的相变材料静电纺丝溶液；
步骤四：将上述配制好的三种溶液分别装入三通道同轴静电纺丝仪的通道内，通过静电纺丝，得到所述固态电解质，所述固态电解质包括具有皮芯结构的聚合物纤维，该聚合物纤维的外层为聚合物和快离子导体，内层为快离子导体和相变材料；或者，该固体电解质包括具有三维结构的聚合物纤维，该聚合物纤维是以聚合物材料为外壳，相变材料为内核，快离子导体贯穿整体的三维结构聚合物纤维。
根据本发明，所述固态电解质的制备方法还包括以下步骤：
对所述聚合物纤维进行辊压处理，得到致密的纤维薄膜、即得到薄膜状固态电解质。
根据本发明，所述固态电解质的制备方法还包括以下步骤：
将上述纤维薄膜浸泡在锂盐的乙醇溶液中，然后干燥，以制备得到所述固态电解质。例如，所述浸泡的时间可以为2～10min。又如，所述锂盐的乙醇溶液的质量百分浓度为1～10％，示例性为1％、2％、5％、8％、10％。
根据本发明，所述固态电解质为薄膜状态，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将聚合物溶解在溶剂中，搅拌均匀，配制成质量浓度为5～40％的聚合物静电纺丝溶液；
步骤二：将快离子导体分散在无水乙醇内，得到质量浓度为1～20％的快离子导体静电纺丝溶液；
步骤三：将相变材料溶解在有机溶剂中，搅拌至溶解，得到质量浓度为30～90％的相变材料静电纺丝溶液；
步骤四：将上述配制好的三种溶液装入三通道同轴静电纺丝仪的通道内，通过静电纺丝，得到所述聚合物纤维，所述聚合物纤维具有皮芯结构，该聚合物纤维的外层为聚合物和快离子导体，内层为快离子导体和相变材料；或者，该聚合物纤维具有三维结构，该聚合物纤维是以聚合物材料为外壳，相变材料为内核，快离子导体贯穿整体的三维结构聚合物纤维；
步骤五：对步骤四制得的聚合物纤维进行辊压处理，得到致密的纤维薄膜；
步骤六：将上述纤维薄膜浸泡在锂盐的乙醇溶液中2～10min，然后真空干燥，得到所述固态电解质。
本发明还提供上述固态电解质在电池中的应用。
根据本发明，所述电池可以为二次电池(如锂、钠、镁、铝、锌等各类离子二次电池)、固态电池(如全固态电池、准固态电池)、凝胶电池或液态电池等中的至少一种。
本发明还提供一种固态电池，其包括上述固态电解质。
根据本发明，所述固态电池还包括正极片和负极片，所述正极片与负极片之间安装有所述固态电解质。
根据本发明，所述固态电池的正极材料包括但不限于为层状LiCoO2、LiNiO2和LiNixCo1-xO2、三元正极材料(例如为LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2和LiNi0.85Co0.1Al0.05O2)、尖晶石LiMn2O4、5V尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4、磷酸盐LiMPO4(M＝Fe、Mn)、富锂锰基正极材料Li[Lix(MnM)1-x]O2(M＝Ni、Co、Fe)和硫电极中的至少一种。
根据本发明，所述负极材料包括但不限于金属锂、锂合金LixM(M＝In、B、Al、Ga、Sn、Si、Ge、Pb、As、Bi、Sb、Cu、Ag、Zn)、碳基材料(石墨、无定形碳、中间相碳微球)、硅基材料(硅碳材料、纳米硅)、锡基材料以及钛酸锂(Li4Ti5O12)中的至少一种。
本发明的有益效果:
纯聚合物的室温锂离子电导率非常低，且由于有机材料具有易燃的风险，因而不能从源头上缓解电池内部的热量聚集，尤其是在机械滥用或电滥用的条件下。然而聚合物具有优异的柔韧性和很高的拉伸强度。而相变材料具有可原位吸热的特性，但其无法独立成膜，且无室温离子电导率。快离子导体具有较高的室温锂离子电导率，但无机填料自身无法单独用做电池隔膜。本发明创造性地将可原位吸热的相变材料、具有较高室温锂离子电导率的快离子导体与聚合物材料复合，并将聚合物材料与相变材料的质量比控制在16:1-5:3之间，运用三通道静电纺丝技术，可以保证最终固态电解质产品整体具有较好的柔韧性、较高的室温锂离子电导率以及高安全性和优异的电池循环性能。
具体而言，本发明制备得到的具有卓越的温度吸收和调控性能、高离子电导率的相变固态电解质材料，是通过采用三通道静电纺丝技术，以相变材料为核心，以聚合物材料作为骨架，并协同添加快离子导体，以提升固态电解质机械性能的同时构建更多的锂离子传输位点，并通过添加锂、镁、钠盐等快离子导体材料来提升离子电导率。由此制备得到的固态电解质在具有超高离子电导率的同时从源头上缓解电池内部的热量聚集，进而提升了锂离子电池的本征安全性；同时加入了快离子导体以削弱相变材料对固态电解质离子电导率的影响。
(1)本发明的相变固态电解质，由聚合物材料与相变材料通过三通道静电纺丝技术得到具有良好的机械性能和界面接触的皮芯结构的纤维材料，从而解决了固态电解质与电极间的界面接触性差的问题；同时相变材料赋予了固态电解质具有温度吸收和温度调控性能。
(2)快离子导体的添加提高了固态电解质的离子导电率，并削弱了由于相变材料带来的负面影响，从而提升了固态电池的性能；本发明聚合物固态电解质薄膜的拉伸强度可达25MPa，离子导电率可达0.66mS/cm。
(3)本发明的固态电解质具有较好的柔性及延展性能，因而可以有效缓解固态电池在循环过程中电极膨胀问题。
(4)本发明的固态电解质可以通过调整不同溶剂、添加剂、无机盐等参数将其应用于锂、钠、镁、铝、锌等各类离子二次电池，并用于全固态电池、准固态电池或凝胶电池甚至液态电池等多类型。
(5)本发明固态电解质的制备工艺简单、成品率高、成本低，适合工业应用，并在便携式电子设备和动力电池领域具有广泛的应用前景。
(6)本发明的固态电池具有极好的高温循环性能和高温安全性能，且具有良好的界面接触性能、内阻较低，循环性能显著提升，无安全隐患问题。
附图说明
图1为本发明固态电池的结构示意图；图中：①正极极片；②固态电解质；③负极极片。
图2为本发明三通道同轴静电纺丝仪的结构示意图。
图3为本发明实施例1-3及对比例制得的固态电池的循环性能测试结果。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
本发明以下实施例及对比例中制得固态电解质的性能以及固态电池的性能，测试方法如下：
固态电解质薄膜的拉伸强度测试：采用聚合物拉伸强度试验机测试拉伸强度。
固态电解质薄膜的离子电导率测试：使用CR2032纽扣电池组件，组装钢片|固态电解质薄膜|钢片电池，使用辰华660E电化学工作站测试，通过EIS交流阻抗测试方法得到固态电解质薄膜的阻抗(R/Ω)，测量电解质膜厚度(d/cm)和面积(S/cm2)，使用公式：σ＝d/(R·S)计算得到固态电解质薄膜的离子电导率(σ/s·cm-1)。
电池内阻测试：组装完固态电池后，使用辰华660E电化学工作站测试，通过EIS交流阻抗测试方法得到固态电池内阻。
电池循环次数测试：固态电池组装完之后，使用LAND蓝电电池测试系统，以0.2C/0.2C为充放电电流大小、3.0V～4.4V为充放电电压，进行循环性能测试。
实施例1
固态电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将2g PAN溶解于14g N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，搅拌均匀，配制成溶液a；
步骤二：将1g颗粒粒径约为400nm的Li6.8La3Zr1.8Ta0.2O12(LLZTO)快离子导体粉末加入到20g含有1wt％表面活性剂(聚乙烯吡咯烷酮)的乙醇中，并搅拌分散得到快离子导体分散液b；
步骤三：将1g聚乙二醇相变材料加入到2.3g乙醇中，常温搅拌溶解6h，得到溶液c；
步骤四：将上述配制好的溶液分别装入图2所示的三通道同轴静电纺丝仪的三个通道内，通过调节同轴静电纺丝参数进行静电纺丝(喷头距离滚筒收集器的距离为15cm，流速为15μl/min，静电电压为15KV)，得到一种以聚合物材料为外壳，相变材料为内核，快离子导体贯穿整体的三维结构聚合物纤维材料；
步骤五：将步骤四制得的聚合物纤维材料在1MPa下进行辊压10min，得到致密的纤维薄膜；
步骤六：将上述纤维薄膜浸泡在浓度为5％的高氯酸锂的乙醇溶液中5min后真空干燥，得到最终的相变固态电解质。
制备正极材料：以碳黑为导电剂，PVDF为粘结剂，搅拌均匀后加入正极活性材料钴酸锂制备得到正极活性层浆料(混合物中，固体成分包含90wt.％钴酸锂、5wt.％的粘结剂PVDF和5wt.％的导电炭黑)。将上述正极活性层浆料涂覆于厚度为10μm的铝箔集流体上，涂覆厚度为70μm，制备得到正极极片。
制备固态电池：如图1所示，以金属锂为负极(50μm)以及上述的正极极片(80μm)和固态电解质(30μm)，按照正极、固态电解质、负极依次叠加，并辅助常用的极耳和铝塑膜密封材料以组装成固态锂电池。
测试本实施例制得固态电解质的性能以及固态电池的性能，测试结果如表1和图3所示。
实施例2
固态电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将2g PAN溶解于14g N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，搅拌均匀，配制成溶液a；
步骤二：将1g颗粒粒径约为400nm的Li6.8La3Zr1.8Ta0.2O12(LLZTO)快离子导体粉末加入到20g含有1wt％表面活性剂(聚乙烯吡咯烷酮)的乙醇中，并搅拌分散得到快离子导体分散液b；
步骤三：将1g石蜡(熔点为40℃)相变材料加入到2.3g甲苯中，常温搅拌溶解12h，得到溶液c；
步骤四：将上述配制好的溶液分别装入图2所示的三通道同轴静电纺丝仪的三个通道内，通过调节同轴静电纺丝参数进行静电纺丝(喷头距离滚筒收集器的距离为15cm，流速为15μl/min，静电电压为15KV)，得到一种以聚合物材料为外壳，相变材料为内核，快离子导体贯穿整体的三维结构纤维材料；
步骤五：将步骤四制得的聚合物纤维材料在1MPa下进行辊压10min，得到致密的纤维薄膜；
步骤六：将上述纤维薄膜浸泡在浓度为5％的高氯酸锂的乙醇溶液中5min后真空干燥，得到最终的相变固态电解质。
制备正极材料：以碳黑为导电剂，PVDF为粘结剂，搅拌均匀后加入正极活性材料钴酸锂制备得到正极活性层浆料(混合物中，固体成分包含90wt.％钴酸锂、5wt.％的粘结剂PVDF和5wt.％的导电炭黑)。将上述正极活性层浆料涂覆于铝箔集流体上，制备得到正极极片。制备固态电池：如图1所示，以金属锂为负极(50μm)，以及上述的正极极片(80μm)和固态电解质(30μm)，按照正极、固态电解质、负极依次叠加，辅助常用的极耳和铝塑膜密封材料以组装固态锂电池。
测试本实施例制得固态电解质的性能以及固态电池的性能，测试结果如表1和图3所示。
实施例3
固态电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将2g PAN溶解于14g N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，搅拌均匀，配制成溶液a；
步骤二：将1g颗粒粒径约为400nm的Li6.8La3Zr1.8Ta0.2O12(LLZTO)快离子导体粉末加入到20g含有1wt％表面活性剂(聚乙烯吡咯烷酮)的乙醇中，并搅拌分散得到快离子导体分散液b；
步骤三：将1g丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)相变材料加入到2.3g二甲基亚砜(DMSO)中，常温搅拌溶解6h，得到溶液c；
步骤四：将上述配制好的溶液分别装入图2所示的三通道同轴静电纺丝仪的三个通道内，通过调节同轴静电纺丝参数进行静电纺丝(喷头距离滚筒收集器的距离为15cm，流速为15μl/min，静电电压为15KV)，得到一种以聚合物材料为外壳，相变材料为内核，快离子导体贯穿整体的三维结构聚合物纤维材料；
步骤五：对将步骤四制得的聚合物纤维材料在1MPa下进行辊压10min，得到致密的纤维薄膜；
步骤六：将上述纤维薄膜浸泡在浓度为5％的高氯酸锂的乙醇溶液中5min后真空干燥，得到最终的相变固态电解质。
制备正极材料：以碳黑为导电剂，PVDF为粘结剂，搅拌均匀后加入正极活性材料钴酸锂制备得到正极活性层浆料(混合物中，固体成分包含90wt.％钴酸锂、5wt.％的粘结剂PVDF和5wt.％的导电炭黑)。将上述正极活性层浆料涂覆于铝箔集流体上，制备得到正极极片。
制备固态电池：如图1所示，以金属锂为负极(50μm)以及上述的正极极片(80μm)和固态电解质(30μm)，按照正极、固态电解质、负极依次叠加，并辅助常用的极耳和铝塑膜密封材料以组装固态锂电池。
测试本实施例制得固态电解质的性能以及固态电池的性能，测试结果如表1和图3所示。
对比例
固态电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将2g PAN溶解于14g N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，搅拌均匀，配制成溶液a，；
步骤二：将1g颗粒粒径约为400nm的Li6.8La3Zr1.8Ta0.2O12(LLZTO)快离子导体粉末加入到20g含有1wt％表面活性剂(聚乙烯吡咯烷酮)的乙醇中，并搅拌分散得到快离子导体分散液b；
步骤三：将上述配制好的溶液分别装入图2所示的三通道同轴静电纺丝仪的两个通道内，通过调节同轴静电纺丝参数进行静电纺丝(喷头距离滚筒收集器的距离为15cm，流速为15μl/min，静电电压为15KV)，得到一种以聚合物材料为外壳，相变材料为内核，快离子导体贯穿整体的三维结构聚合物纤维材料；
步骤四：对将步骤三制得的聚合物纤维材料在1MPa下进行辊压10min，得到致密的纤维薄膜；
步骤五：将上述纤维薄膜浸泡在浓度为5％的高氯酸锂的乙醇溶液中5min后真空干燥，得到最终的相变固态电解质。
制备正极材料：以碳黑为导电剂，PVDF为粘结剂，搅拌均匀后加入正极活性材料钴酸锂制备得到正极活性层浆料(混合物中，固体成分包含90wt.％钴酸锂、5wt.％的粘结剂PVDF和5wt.％的导电炭黑)。将上述正极活性层浆料涂覆于铝箔集流体上，制备得到正极极片。
制备固态电池：如图1所示，以金属锂为负极(50μm)以及上述的正极极片(80μm)和固态电解质(30μm)组装固态锂电池，正极、固态电解质、负极依次叠加，并辅助常用的极耳和铝塑膜密封材料以组装成固态锂电池。
表1实施例1～3与对比例制得相变固态电解质及固态电池的性能测试数据列表
从表1中可以看出：实施例1-3制得的固态电解质与对比例中无相变材料制得的固态电解质的拉伸强度相当；对比例未添加相变材料制得的固态电解质的离子电导率略高于实施例1-3复合相变材料时制得的固态电解质。但本发明实施例1-3添加相变材料后制得的固态电解质的耐热温度显著提升(从121℃提高到了454℃的高温)。
由图2中可以看出：由本发明制得的固态电解质制得的固态电池的在80℃高温下的循环性能在相变材料的作用下得到显著改善(本发明实施例制得的固态电池的循环次数从112圈提升至最高656圈)。且由对比例与实施例1-3的循环性能结果对比可知，本发明通过添加不同类型的相变材料，可以制得具有不同耐高温性能的固态电解质。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括相变材料、聚合物和快离子导体。
2.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括具有皮芯结构的聚合物纤维，该聚合物纤维的外层为聚合物和快离子导体，内层为快离子导体和相变材料；
和/或，所述固态电解质包括具有三维结构的聚合物纤维，该聚合物纤维的外层包括聚合物，内层包括相变材料，快离子导体贯穿整个纤维中。
3.如权利要求1或2所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质中，聚合物与相变材料的质量比为16:1～5:3；
和/或，所述相变材料为聚乙二醇、石蜡、聚烯烃类、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)和聚酰胺(PA)中的至少一种；
和/或，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚碳酸酯和聚氨酯等材料中的至少一种；
和/或，所述快离子导体选自含锂离子的化合物或不含离子的化合物。
4.如权利要求1-3任一项所述的固态电解质，其特征在于，所述相变材料的质量为固态电解质总质量的5～30％。
5.如权利要求1-4任一项所述的固态电解质，其特征在于，所述聚合物的质量为固态电解质总质量的50～80％。
6.如权利要求1-5任一项所述的固态电解质，其特征在于，所述快离子导体的质量为固态电解质总质量的5～20％。
7.如权利要求1-6任一项所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质呈薄膜状。
8.如权利要求7所述的固态电解质，其特征在于，薄膜状固态电解质的厚度为20～100μm；
和/或，所述薄膜状固态电解质中还包括锂盐。
9.根据权利要求8所述的固态电解质，其特征在于，所述锂盐选自LiBMB、LiBMFMB、LiDFMFMB、LiDFEFMB、LiDFPFMB、LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiDFOB、LiBOB、LiFSI和LiTFSI中的至少一种；
和/或，所述锂盐的质量为薄膜状固态电解质总质量的1～20％。
10.一种固态电池，其特征在于，其包括权利要求1-9任一项所述的固态电解质。
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