CN114628778A - 一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质、其制备及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质、其制备及应用，属于固态电解质和固态锂电池技术领域。所述固态电解质是由陶瓷基无机固态电解质及其表面包覆的导电保护层组成的复合固态电解质，所述导电保护层为含有酯基的高分子化合物和锂盐的混合物。所述固态电解质可以有效阻止固态电解质与金属锂发生副反应和锂枝晶的生长，并且极大降低固态电解质与金属锂之间的界面电阻，组装而成的全固态锂电池可以在室温下表现出优异的电化学性质；另外，所述固态电解质的制备方法简单，容易操作，易于实现规模化生产，在全固态锂电池领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质、其制备及应用，属于固态电解质和固态锂电池技术领域。
背景技术
化石燃料的过度使用极大的破坏了地球的生态环境。我国已将节约资源、保护环境确立为基本国策，把大力发展节能环保等战略性新兴产业，作为转变经济发展方式、推进可持续发展的重大战略举措。其中，在国家和政府政策的支持下，新能源汽车市场迅速发展。而以三元或磷酸铁锂为正极材料、碳为负极材料的锂离子电池成为新能源汽车发展的重中之重。
2016年发布的《节能与新能源汽车技术路线图》提到了纯电动汽车动力电池的比能量目标，到2020年锂离子动力电池单体比能量要大于350Wh/kg，到2025年单体比能量要大于500Wh/kg。而基于高镍三元正极、碳硅负极的锂离子电池单体能量密度最高也只有300Wh/kg，锂离子电池的发展已经陷入瓶颈。为满足人民日益增长的需要，开发出一种高比能量的电池体系迫在眉睫。另外，近年来伴随着锂离子电池的快速发展，以锂离子电池为驱动力的新能源汽车起火事件频频发生，开发出一种更加安全的电池体系是今后发展的重点。
全固态锂电池是近年来研究的热门，与使用易燃的有机液体电解液作为电解质相比，固态电解质具有高熔点、更安全等优点。由于锂金属高的理论比容量(3860mAh/g)和锂金属较低的电势(-3.04V)，固态电解质的潜力巨大。固态电解质可分为无机固态电解质、有机固态电解质和有机-无机复合固态电解质。基于陶瓷的无机固态电解质具有高熔点、高硬度、阻燃等优点，但电解质与电极之间糟糕的界面接触是其发展的主要障碍。基于高分子材料的有机固态电解质虽然界面接触良好，但高分子材料易燃的特点是人们极度担心的问题。因此结合两者优点的有机-无机复合固态电解质是固态电解质未来的发展方向。
有机-无机复合固态电解质通常有两种制备方式：(1)将无机陶瓷粉末与有机物充分搅拌，铸造成膜；(2)在烧制而成的无机固态电解质表面进行修饰。而无论使用哪种制备方法都很难使得基于固态电解质组装而成的全固态锂电池在室温下具有理想的电化学性能。另外，一些无机固态电解质，如Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3和Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3，在与锂接触时会发生副反应，导致性能下降，如何避免副反应的发生，也是需要解决的问题。
发明内容
针对目前无机固态电解质糟糕的界面接触进而造成全固态锂电池无法在室温下具有理想的电化学性能的问题以及无机固态电解质会与锂发生副反应的问题，本发明提供一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质、其制备及应用，所述固态电解质是在陶瓷基无机固态电解质表面原位聚合固化一层导电保护层获得的，具有高离子电导率以及低界面电阻，而且与正极以及负极组装的全固态锂电池在室温下表现出优异的电化学性能；另外，所述固态电解质的制备方法简单，容易操作，易于实现规模化生产。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质，所述固态电解质是由陶瓷基无机固态电解质及其表面包覆的导电保护层组成的复合固态电解质，陶瓷基无机固态电解质中包覆导电保护层的表面至少包含与全固态锂电池中正极以及负极接触的表面，与正极以及负极非接触的陶瓷基无机固态电解质的表面可以有也可以没有导电保护层；
所述导电保护层为含有酯基(-COOR)的高分子化合物和锂盐的混合物。
所述高分子化合物是含有羧基(-COOH)或酯基(-COOR)的单体发生自由基聚合反应形成的，所述高分子化合物优选为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
优选地，锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂(LiClO4)、双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)和双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)中的至少一种。
优选地，锂盐与单体之间摩尔比为(0.1～0.6)：1。
优选地，所述陶瓷基无机固态电解质选用室温(25℃)条件下电导率达到0.5×10- 4S/cm以上的氧化物型固态电解质以确保全固态锂电池具有优异的性能。
优选地，所述导电保护层厚度为2μm～20μm。
一种本发明所述固态电解质的制备方法，具体包括以下步骤：
将单体、交联剂、引发剂以及液态电解液混合均匀，得到反应体系溶液；将反应体系溶液涂覆在陶瓷基无机固态电解质的表面，之后在不高于200℃下固化不少于30min至成为凝胶状固体，则在陶瓷基无机固态电解质的表面形成导电保护层，即获得实现全固态锂电池室温运行的固态电解质。
所述单体是含有羧基(-COOH)或酯基(-COOR)的小分子；所述交联剂为可使单体的分子链之间形成桥键的化合物；所述引发剂为可引发单体发生自由基聚合反应的化合物。
优选地，高分子化合物为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)时，单体选用甲基丙烯酸甲酯(MMA)，交联剂选用二甲基丙烯酸四乙二醇酯(TEGDMA)，引发剂选用2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BOP)；相应地，单体与交联剂之间摩尔比优选(10～40)：1，交联剂与引发剂之间摩尔比优选(15～45)：1。
所述液态电解液是以锂盐为溶质的电解液；锂盐优选六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂(LiClO4)、双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)和双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)中的至少一种，液态电解液中的溶剂优选碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、乙二醇二甲醚(DME)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)中的至少一种。
优选地，锂盐在反应体系溶液中的浓度为0.3mol/L～5mol/L。
优选地，采用如下方法制备陶瓷基无机固态电解质：
将制备陶瓷基无机固态电解质的原料混合均匀，先预煅烧去除原料中的易挥发成分，然后与粘结剂混合并压制成片状，再煅烧除去粘结剂，最后在400℃～1500℃下烧结2h～12h，得到陶瓷基无机固态电解质。
优选地，预煅烧温度为100℃～800℃；煅烧在空气或氧气气氛下进行，煅烧温度为100℃～800℃。
优选地，粘结剂是由增加黏度的溶质溶于溶剂制备而成，溶质优选聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)或聚乙烯醇(PVA)，相应地，溶剂选用水、乙醇或丙酮等可溶解溶质的溶剂。
优选地，在5MPa～30MPa下将预煅烧后的原料和粘结剂的混合物压制成圆片状；之后用于组装成LIR2032型纽扣电池时，压制的圆片厚度优选0.5mm～1.5mm。
一种全固态锂电池，包括正极、负极以及固态电解质；采用本发明所述固态电解质组装全固态锂电池时，在正极与固态电解质的接触面以及负极与固态电解质接触面上涂覆反应体系溶液(即所述固态电解质制备过程中所配制的反应体系溶液)，组装在一起后并在不高于200℃下静置不少于0.5h，得到可室温运行的全固态锂电池。
有益效果：
(1)本发明在陶瓷基无机固态电解质表面制备的导电保护层，一方面阻止固态电解质与金属锂片接触发生副反应，另一方面降低界面电阻使固态电解质具有优异的电化学性能。如果导电保护层过薄，金属锂片产生的枝晶容易穿过导电保护层与固态电解质接触；如果导电保护层过厚，则会增大固态电解质与电极之间的传输距离而影响固态锂电池的电化学性能。
(2)本发明中陶瓷基无机固态电解质与导电保护层组成的复合固态电解质可以有效阻止固态电解质与金属锂发生副反应和锂枝晶的生长，并且极大降低固态电解质与金属锂之间的界面电阻，组装而成的全固态锂电池可以在室温下表现出优异的电化学性质。
(3)本发明所述复合固态电解质的制备方法简单，易于操作，原料价格便宜，易于实现规模化生产，在全固态锂电池领域具有很好的应用前景。
(4)陶瓷的致密度对固态电解质的离子电导率至关重要，本发明通过煅烧将易挥发成分充分除去有利于提升最终烧结后得到的陶瓷基无机固态电解质的致密度，同时在尽可能低的温度煅烧除掉易挥发成分可以使陶瓷在最终烧结时有更大程度的收缩进一步提升最终烧结得到的陶瓷基无机固态电解质的致密度。另外，粘结剂的加入可以最大程度的保证陶瓷基无机固态电解质的完整以及在煅烧初期给陶瓷一个粘合的力，促进陶瓷烧结。因此使用本发明所述陶瓷基无机固态电解质的制备方法可以最大程度提高陶瓷致密度以及保证固态电解质的完整性，得到离子电导率优异的固态电解质。
(5)采用本发明所述复合固态电解质组装全固态锂电池时，使用反应体系溶液进行二次涂覆，一方面可以有效对正极材料进行浸润，另一方面可以进一步提高固态电解质与电极之间的接触，降低界面电阻。目前全固态锂电池仅能在较高温度拥有优异的电化学性能，而在室温条件下展现的电化学性质差强人意，使用本发明所述复合固态电解质组装而成的全固态锂电池在室温下表现出极佳的电化学性能。
附图说明
图1为实施例1所制备的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3在室温(25℃)下的电化学阻抗谱(EIS)。
图2为实施例1所制备的复合固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE在扫描电子显微镜(SEM)下观察到的断面图。
图3为由实施例1所制备的复合固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE组装而成的Li/Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE/Li对称电池在30℃下的电化学阻抗谱(EIS)。
图4为实施例1组装的全固态锂电池在室温下的倍率性能图。
图5为实施例1组装的全固态锂电池在室温下的循环性能图。
图6为实施例2所制备的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3在室温下的电化学阻抗谱(EIS)。
图7为实施例2所制备的复合固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3-GPE在扫描电子显微镜(SEM)下观察到的断面图。
图8为由实施例2所制备的复合固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3-GPE组装而成的Li/Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3-GPE/Li对称电池在30℃下的电化学阻抗谱(EIS)。
图9为实施例2组装的全固态锂电池在室温下的循环性能图。
图10为对比例1中使用实施例1中所制备的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3组装而成的Li/Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3/Li对称电池在30℃下的EIS图。
图11为对比例1中使用实施例1中所制备的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3组装而成的全固态锂电池在室温下的时间-电压图。
图12为对比例2中使用实施例2中所制备的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3组装而成的Li/Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3/Li对称电池在30℃下的EIS图。
图13为对比例2中使用实施例2中所制备的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3组装而成的全固态锂电池在室温下的时间-电压图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
实施例1
步骤1：称取1.895g的碳酸锂(Li2CO3)、1.170g的氢氧化铝(Al(OH)3)，4.709g的二氧化锗(GeO2)以及10.457g的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)，将称取的原料混合均匀后在400℃下空气气氛预煅烧2h除去原料中的易挥发成分；
步骤2：将步骤1预煅烧后的原料研磨成分散均匀的粉体后，称取1.8g粉体与1.2mL粘结剂混合均匀，之后取其中0.3g在10MPa下压制成1.0mm厚的圆片状；
其中，粘结剂是由0.9g的PVP溶于30mL的无水乙醇中配制而成；
步骤3：将步骤2得到的圆片在600℃下空气气氛煅烧2h去除粘结剂；
步骤4：将步骤3煅烧后的圆片在950℃下空气气氛烧结2h，得到高离子电导率的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3；
步骤5：将0.005g(0.03mmol)的2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)溶解于2.161mL(20mmol)的甲基丙酸甲酯(MMA)和0.339mL(1mmol)的二甲基丙烯酸四乙二醇酯(TEGDMA)中，配制成混合溶液A；将1.0M LiPF6溶于EC:DMC:DEC体积比为1:1:1的混合溶剂中，配制成液态电解液；将混合溶液A与液态电解液以体积比为1:4的比例混合得到反应体系溶液；
步骤6：在步骤4得到的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3的两个表面上分别涂覆30μL步骤5配制的反应体系溶液，之后在80℃下固化30min，相应地在陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3的两个表面分别形成厚度为5.6μm的导电保护层(以下导电保护层简记为GPE)，则得到高离子电导率、低界面电阻的复合固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE；
步骤7：首先将LiFePO4、导电炭黑(SuperP)和聚偏氟乙烯(PVDF)按照质量比为8:1:1的比例称取，并加入适量N-甲基吡咯烷酮(NMP)，磁力搅拌4h后形成均匀浆料，使用刮刀法将浆料均匀涂抹在铝箔上，在真空环境下80℃下干燥12h，而后切片，活性物质承载量为1.4mg/cm2，以此片作为正极；以金属锂片作为负极，以步骤6得到的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE作为固态电解质，并在Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE的两个表面分别涂覆30μL步骤5配制的反应体系溶液，在水、氧值均低于0.1ppm且充满氩气的手套箱中将正极、负极以及固态电解质组装在一起，之后在真空环境下80℃下固化18h，得到型号为LIR2032的可室温运行的全固态锂电池。
采用上海辰华CHI660e仪器测试步骤4所制备的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3在室温(25℃)下的EIS谱图，测试范围为1MHz～1000Hz，从图1中可以看出，其离子电导率为3.08×10-4S/cm。
采用Hitachi S8230扫描电镜观察步骤6所制备的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE的表面微观形貌，从图2中可以看出，GPE层成功涂覆在陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3表面，其厚度为5.6μm。
将步骤6所制备的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE组装成Li/Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE/Li对称电池，采用上海辰华CHI660e仪器测试对称电池在30℃下的EIS谱图，测试范围为1MHz～1Hz，从图3中可以看出，其界面电阻为3765.8Ω。
将步骤7所组装的全固态锂电池依次在0.1C、0.2C、0.3C、0.5C以及0.1C不同倍率情况下分别循环5周进行室温倍率性能测试。根据图4的测试结果可知，全固态锂电池在0.1C、0.2C、0.3C和0.5C不同倍率下的第一周(此时第一周指每个倍率下进行充放电循环的第一周)放电比容量分别为152.1mAh/g、149.2mAh/g、141.1mAh/g和123.6mAh/g，展现出全固态锂电池具有非常优异的倍率性能，并且当倍率再次为0.1C时第一周放电比容量为151.2mAh/g，展现出全固态锂电池具有非常优异的电化学可逆性。
将步骤7所组装的全固态锂电池在室温下以0.5C进行恒流充放电测试，根据图5的测试结果可知，全固态锂电池在充分活化后循环至第100周的放电比容量为125.8mAh/g，展现出良好的电化学性能。
实施例2
步骤1：称取1.829g的碳酸锂(Li2CO3)、1.170g的氢氧化铝(Al(OH)3)、3.602g的二氧化钛(TiO2)以及10.457g的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)，将称取的原料混合均匀后在400℃下空气气氛预煅烧2h除去原料中的易挥发成分；
步骤2：将步骤1预煅烧后的原料研磨成分散均匀的粉体后，称取1.8g粉体与1.2mL粘结剂混合均匀，之后取其中0.3g在10MPa下压制成1.0mm厚的圆片状；
其中，粘结剂是由0.9g的PVP溶于30mL的无水乙醇中配制而成的；
步骤3：将步骤2得到的圆片在600℃下空气气氛煅烧2h去除粘结剂；
步骤4：将步骤3煅烧后的圆片在900℃下空气气氛烧结10h，得到高离子电导率的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3；
步骤5：将0.005g的AIBN溶解于2.161mL的MMA和0.339mL的TEGDMA中，配制成混合溶液A；将1.0M LiPF6溶于EC:DMC:DEC体积比为1:1:1的混合溶剂中，配制成液态电解液；将混合溶液A与液态电解液以体积比为1:4的比例混合得到反应体系溶液；
步骤6：在步骤4得到的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3的两个表面上分别涂覆30μL步骤5配制的反应体系溶液，之后在80℃下固化30min，相应地在陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3的两个表面分别形成厚度为6μm的GPE层，则得到高离子电导率、低界面电阻的复合固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3-GPE；
步骤7：首先将LiFePO4、导电炭黑(SuperP)和聚偏氟乙烯(PVDF)按照质量比为8:1:1的比例称取，并加入适量N-甲基吡咯烷酮(NMP)，磁力搅拌4h后形成均匀浆料，使用刮刀法将浆料均匀涂抹在铝箔上，在真空环境下80℃下干燥12h，而后切片，活性物质承载量为1.4mg/cm2，以此片作为正极；以金属锂片作为负极，以步骤6得到的Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3-GPE作为固态电解质，并在Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3-GPE的两个表面分别涂覆30μL步骤5配制的反应体系溶液，在水、氧值均低于0.1ppm且充满氩气的手套箱中将正极、负极以及固态电解质组装在一起，之后在真空环境下80℃下固化18h，得到型号为LIR2032的可室温运行的全固态锂电池。
根据图6的EIS测试结果可知，步骤4所制备的Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3在室温(25℃)下的离子电导率为5.25×10-4S/cm。
根据图7的微观形貌表征结果可知，Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3的表面具有一层厚度为6μm的导电保护层。
根据图8的EIS测试结果可知，步骤6所制备的Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3-GPE的界面电阻为3802Ω。
将步骤7所组装的全固态锂电池依次在0.1C、0.2C、0.3C以及0.5C不同倍率下分别循环5周进行室温倍率性能测试。根据测试结果可知，全固态锂电池在0.1C、0.2C、0.3C、0.5C不同倍率下的第一周放电比容量分别为154.2mAh/g、144.6mAh/g、141.1mAh/g和140.0mAh/g，展现出全固态锂电池具有非常优异的倍率性能。
将步骤7所组装的全固态锂电池在室温下以0.2C进行恒流充放电测试，根据图9的测试结果可知，全固态锂电池的首循环放电比容量为133.6mAh/g，在25圈循环后的放电比容量为137.9mAh/g，展现出良好的循环稳定性。
对比例1
以实施例1中步骤4得到的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3作为固态电解质组装成Li/Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3/Li对称电池，测量固态电解质表面与金属锂片之间的界面电阻，根据图10的结果可知，界面电阻为735160Ω，远远大于实施例1中步骤6所制备的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3-GPE的界面电阻。
将LiFePO4、导电炭黑(SuperP)和聚偏氟乙烯(PVDF)按照质量比为8:1:1的比例称取，并加入适量N-甲基吡咯烷酮(NMP)，磁力搅拌4h后形成均匀浆料，使用刮刀法将浆料均匀涂抹在铝箔上，在真空环境下80℃下干燥12h，而后切片，以此片作为正极；以金属锂片作为负极，以实施例1中步骤4得到的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3作为固态电解质，在水、氧值均低于0.1ppm且充满氩气的手套箱中将正极、负极以及固态电解质组装在一起，得到型号为LIR2032的全固态锂电池。
在室温充放电循环测试前将全固态锂电池在温度设置为室温(25℃)的恒温箱中放置10min，保护电压设置为5.0V。根据图11的测试结果可知，在开始测试后全固态锂电池由于极大的界面电阻电压迅速超过保护电压，全固态锂电池无法在室温下运行。
对比例2
以实施例2中步骤4得到的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3作为固态电解质组装成Li/Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3/Li对称电池，测量固态电解质表面与金属锂片之间的界面电阻，根据图12的结果可知，界面电阻为450710Ω，远远大于实施例2中步骤6所制备的Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3-GPE的界面电阻。
将LiFePO4、导电炭黑(SuperP)和聚偏氟乙烯(PVDF)按照质量比为8:1:1的比例称取，并加入适量N-甲基吡咯烷酮(NMP)，磁力搅拌4h后形成均匀浆料，使用刮刀法将浆料均匀涂抹在铝箔上，在真空环境下80℃下干燥12h，而后切片，以此片作为正极；以金属锂片作为负极，以实施例2中步骤4得到的陶瓷基无机固态电解质Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3作为固态电解质，在水、氧值均低于0.1ppm且充满氩气的手套箱中将正极、负极以及固态电解质组装在一起，得到型号为LIR2032的全固态锂电池。
在室温充放电循环测试前将全固态锂电池在温度设置为室温(25℃)的恒温箱中放置30min，保护电压设置为5.0V。根据图13的测试结果可知，在开始测试后全固态锂电池由于极大的界面电阻电压迅速超过保护电压，全固态锂电池无法在室温下运行。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质，其特征在于：所述固态电解质是由陶瓷基无机固态电解质及其表面包覆的导电保护层组成的复合固态电解质，陶瓷基无机固态电解质中包覆导电保护层的表面至少包含与全固态锂电池中正极以及负极接触的表面，所述导电保护层为含有酯基的高分子化合物和锂盐的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质，其特征在于：所述高分子化合物是含有羧基或酯基的单体发生自由基聚合反应形成的；
所述锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质，其特征在于：锂盐与单体之间摩尔比为(0.1～0.6)：1。
4.根据权利要求1所述的一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质，其特征在于：所述导电保护层厚度为2μm～20μm。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的实现全固态锂电池室温运行的固态电解质的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，
将单体、交联剂、引发剂以及液态电解液混合均匀，得到反应体系溶液；将反应体系溶液涂覆在陶瓷基无机固态电解质的表面，之后在不高于200℃下固化不少于30min至成为凝胶状固体，则在陶瓷基无机固态电解质的表面形成导电保护层，即获得实现全固态锂电池室温运行的固态电解质；
其中，所述单体是含有羧基或酯基的小分子；所述交联剂为可使单体的分子链之间形成桥键的化合物；所述引发剂为可引发单体发生自由基聚合反应的化合物；所述液态电解液是以锂盐为溶质的电解液。
6.根据权利要求5所述的一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质的制备方法，其特征在于：高分子化合物为聚甲基丙烯酸甲酯时，单体选用甲基丙烯酸甲酯，交联剂选用二甲基丙烯酸四乙二醇酯，引发剂选用2,2’-偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；相应地，单体与交联剂之间摩尔比优选(10～40)：1，交联剂与引发剂之间摩尔比优选(15～45)：1。
7.根据权利要求5所述的一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质的制备方法，其特征在于：锂盐在反应体系溶液中的浓度为0.3mol/L～5mol/L。
8.根据权利要求5所述的一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质的制备方法，其特征在于：采用如下方法制备陶瓷基无机固态电解质：
将制备陶瓷基无机固态电解质的原料混合均匀，先预煅烧去除原料中的易挥发成分，然后与粘结剂混合并压制成片状，再煅烧除去粘结剂，最后在400℃～1500℃下烧结2h～12h，得到陶瓷基无机固态电解质。
9.根据权利要求8所述的一种实现全固态锂电池室温运行的固态电解质的制备方法，其特征在于：预煅烧温度为100℃～800℃；
煅烧在空气或氧气气氛下进行，煅烧温度为100℃～800℃；
粘结剂是由增加黏度的溶质溶于溶剂制备而成，溶质为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛酯或聚乙烯醇；
在5MPa～30MPa下将预煅烧后的原料和粘结剂的混合物压制成圆片状。
10.一种全固态锂电池，包括正极、负极以及固态电解质，其特征在于：固态电解质选用权利要求1至4任一项所述的固态电解质，其中，组装全固态锂电池时，在正极与固态电解质的接触面以及负极与固态电解质接触面上涂覆反应体系溶液，组装在一起后并在不高于200℃下静置不少于0.5h，得到可室温运行的全固态锂电池；
所述反应体系溶液是由单体、交联剂、引发剂以及液态电解液配制而成的，所述单体是含有羧基或酯基的小分子，所述交联剂为可使单体的分子链之间形成桥键的化合物，所述引发剂为可引发单体发生自由基聚合反应的化合物，所述液态电解液是以锂盐为溶质的电解液。
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| WO2016127786A1 (zh) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种全固态聚合物电解质及其制备和应用 |
| CN108063278A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-22 | 浙江衡远新能源科技有限公司 | 一种全固态锂离子电池及其制备方法 |
| CN111934001A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 北京化工大学 | 一种聚合物原位修饰无机固态电解质陶瓷片及制备 |
| CN112242560A (zh) * | 2019-07-19 | 2021-01-19 | 中国科学院物理研究所 | 一种固态锂电池及其电极-隔膜层界面改善方法和应用 |
| KR20210074811A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 한국에너지기술연구원 | 전고체 전지용 복합 전극 및 그의 제조방법 |
| CN113675460A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-19 | 苏州大学 | 一种无机-有机复合电解质膜及其制备方法与应用 |
| WO2022011980A1 (zh) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 深圳先进技术研究院 | 不可燃凝胶电解质前驱体、改性固态电解质、锂电池及其制备方法 |
| CN114006033A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-01 | 东南大学 | 固态电解质表面盐包聚合物界面保护层及其制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016127786A1 (zh) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种全固态聚合物电解质及其制备和应用 |
| CN108063278A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-22 | 浙江衡远新能源科技有限公司 | 一种全固态锂离子电池及其制备方法 |
| CN112242560A (zh) * | 2019-07-19 | 2021-01-19 | 中国科学院物理研究所 | 一种固态锂电池及其电极-隔膜层界面改善方法和应用 |
| KR20210074811A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 한국에너지기술연구원 | 전고체 전지용 복합 전극 및 그의 제조방법 |
| WO2022011980A1 (zh) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 深圳先进技术研究院 | 不可燃凝胶电解质前驱体、改性固态电解质、锂电池及其制备方法 |
| CN111934001A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 北京化工大学 | 一种聚合物原位修饰无机固态电解质陶瓷片及制备 |
| CN113675460A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-19 | 苏州大学 | 一种无机-有机复合电解质膜及其制备方法与应用 |
| CN114006033A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-01 | 东南大学 | 固态电解质表面盐包聚合物界面保护层及其制备方法 |
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