CN116345065A - 一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池 - Google Patents

一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池 Download PDF

Info

Publication number
CN116345065A
CN116345065A CN202310136500.7A CN202310136500A CN116345065A CN 116345065 A CN116345065 A CN 116345065A CN 202310136500 A CN202310136500 A CN 202310136500A CN 116345065 A CN116345065 A CN 116345065A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
vacancy
battery
diaphragm
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310136500.7A
Other languages
English (en)
Inventor
何伟东
董运发
刘远鹏
仲士杰
韩杰才
杨春晖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Chongqing Research Institute of Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Chongqing Research Institute of Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology, Chongqing Research Institute of Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN202310136500.7A priority Critical patent/CN116345065A/zh
Publication of CN116345065A publication Critical patent/CN116345065A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/497—Ionic conductivity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池。本发明属于锂电池隔膜领域。本发明为解决现有锂基电池无法实现锂离子电导率和锂离子迁移数的同步提升以及现有采用陶瓷颗粒直接涂覆或作为填料的改性方法导致隔膜孔隙堵塞，从而不利于锂离子电池高倍率性能及长循环稳定性的技术问题。本发明在隔膜基材中加入富Te空位颗粒，制得孔径均匀、厚度精准可控、具有高锂离子电导率、高锂离子迁移数、良好电解液吸液率和良好润湿性的空位复合隔膜。富Te空位颗粒的引入有效限制了电解液中阴离子的迁移，极大地提高了锂离子的迁移能力，同时还能均匀化锂离子沉积，抑制锂枝晶的生长，提升了锂电池的倍率性能和循环稳定性。

Description

一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态 电池，以及一种固态电池
技术领域
本发明属于锂电池隔膜领域，具体涉及一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池。
背景技术
作为能源转化的重要一环，化学电源的应用变得越来越广泛，其中，锂基电池凭借其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、无记忆效应等优点，在消费类电子产品领域迅速取代了其他二次电池，并且在电动汽车、混合动力汽车、大规模储能等领域也开始了商业化应用。在许多国家宣布将在2040年之前淘汰以汽油或者柴油为燃料的车辆的背景下，人们对锂基电池的能量密度、续航能力、快充性能和安全性提出更高的要求。
但是现有的商业化锂基电池隔膜，受限于电解液中阴离子在隔膜中的迁移，锂离子电导率和锂离子迁移数都较低，因此商业化隔膜在电池高倍率性能中贡献率很低。目前，主流的调控隔膜中离子输运行为的策略主要有在隔膜上构筑有序孔结构，在隔膜表面涂布亲锂性材料以及引入阴离子吸附剂等，这些策略取得了一些成效，但是难以同时实现锂离子电导率和锂离子迁移数的提升，并且难以实现大规模制备和商业化应用。因此，研发新型锂离子电池复合隔膜，并同时实现锂离子电池的高倍率、高能量密度及长循环稳定性具有重要的现实应用意义。
发明内容
本发明为解决现有锂基电池无法实现锂离子电导率和锂离子迁移数的同步提升以及现有采用陶瓷颗粒直接涂覆或作为填料的改性方法导致隔膜孔隙堵塞，从而不利于锂离子电池高倍率性能及长循环稳定性的技术问题，而提供了一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池。
本发明的目的之一在于提供一种空位复合隔膜，所述空位复合隔膜由隔膜基底聚合物粉体、富Te空位颗粒、有机溶剂和去离子水所制备的胶状隔膜分散液经刮涂制备而成。
进一步限定，所述隔膜基底聚合物粉体为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯、聚丙烯酸和聚丙烯腈中的一种或几种按任意比的混合物。
进一步限定，所述富Te空位颗粒为碲化铋、N型碲化铋、P型碲化铋中的一种或几种按任意比的混合物。
进一步限定，所述富Te空位颗粒与隔膜基底聚合物粉体的质量比为(5～50)：100。
进一步限定，所述富Te空位颗粒的粒径为400-2000nm。
进一步限定，所述隔膜基底聚合物粉体的分子量为50万-150万。
本发明的目的之二在于提供一种空位复合隔膜的制备方法，所述空位复合隔膜的制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将富Te空位颗粒分散于有机溶剂中，常温下超声处理1h～3h，得到富Te空位颗粒分散液；
步骤2：将隔膜基底聚合物粉体加入到步骤1得到的富Te空位颗粒分散液中，在50～70℃下磁力搅拌0.5h～1h，得到胶状分散液；
步骤3：将去离子水逐滴加入到步骤2得到的胶状分散液中，在50～70℃下磁力搅拌0.5h～1h，冷却至室温，得到胶状隔膜分散液；
步骤4：将步骤3得到的胶状隔膜分散液刮涂到基底上，室温晾干，得到空位复合隔膜。
进一步限定，步骤1中所述有机溶剂为丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N-N二甲基甲酰胺、N-N二甲基乙酰胺中的一种或几种按任意比的混合物。
进一步限定，步骤2中所述隔膜基底聚合物粉体与步骤1中富Te空位颗粒的质量比为100：(5～50)。
进一步限定，步骤2中所述隔膜基底聚合物粉体与步骤1中有机溶剂的质量比为1：(6～10)。
进一步限定，步骤2中所述磁力搅拌的转速为500r/min～2500r/min。
进一步限定，步骤3中所述去离子水与步骤1中有机溶剂的质量比为(3～5):100。
进一步限定，步骤3中所述磁力搅拌的转速为500r/min～2500r/min。
进一步限定，步骤4中所述空位复合隔膜厚度为8μm～50μm。
本发明的目的之三在于提供一种上述空位复合隔膜在锂基液态电池中的应用。
进一步限定，锂基液态电池包括锂金属电池、锂离子电池、锂硫电池、锂基双离子电池和锂-CO2电池。
本发明的目的之四在于提供一种高倍率性能和长循环稳定性的锂基液态电池，锂基液态电池使用上述空位复合隔膜。
本发明的目的之五在于提供一种高倍率性能和长循环稳定性的固态电池，所述固态电池使用的固态电解质由上述制备方法中步骤2得到的胶状分散液和锂盐混合后经刮涂制备而成。
进一步限定，所述胶状分散液中富Te空位颗粒、隔膜基底聚合物粉体和锂盐的质量比为(5～50)：100：(50～100)。
本发明与现有技术相比具有的显著效果：
本发明提供了一种锂基电池用空位复合隔膜的制备方法及其应用，以及基于该空位复合隔膜的具有优异的高倍率性能和长循环稳定性的锂基电池，隔膜中富含的Te空位可以有效的捕获电解液中的阴离子，促进锂离子的快速迁移，同时还可以均匀化锂离子沉积，有效抑制锂枝晶的生长，提升锂离子电池的高倍率性能和长循环稳定性。另外，富Te空位颗粒材料在加入到固态电解质中时同样具有优异的捕获阴离子的能力，可以获得具有优异倍率性能和长循环稳定性的固态电池，能够满足隔膜在锂离子电池领域的应用需求，具体优点如下：
(1)、本发明提出的一种锂基电池用空位复合隔膜，富Te空位颗粒材料的引入有效提高了隔膜对电解液的润湿性，提高了隔膜对电解液的储存能力。
(2)、本发明提出的一种锂基电池用空位复合隔膜，富Te空位颗粒材料的引入有效限制了电解液中阴离子的迁移，极大地提高了锂离子的迁移能力，有效提升了锂离子电池的高倍率性能。
(3)、本发明提出的一种锂基电池用空位复合隔膜，富Te空位颗粒材料的引入有效提高了锂离子迁移数的同时，还均匀化了锂离子的沉积，有效的抑制了锂枝晶的生长，提升了锂离子电池的长循环稳定性。
(4)、本发明在由隔膜基底聚合物粉体、富Te空位颗粒和有机溶剂混合而成的胶状分散液的基础上加入锂盐，并以其作为复合固态电解质应用于固态电池时，同样具有高效的抑制阴离子迁移的能力，使固态电池具有优异的高倍率性能和长循环稳定性。
附图说明
图1为实施例1中所用富Te空位颗粒-碲化铋的电子顺磁共振谱图(EPR)；
图2为实施例1、对比例1和对比例2的倍率性能对比图；
图3为实施例1、对比例1和对比例2在2C电流密度下的长循环稳定性图；
图4为实施例4和对比例3在固态电池中的倍率性能对比图；
图5为实施例4和对比例3在固态电池1C电流密度下的长循环稳定性图。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
下述实施例中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。
实施例1：本实施例的一种空位复合隔膜由聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体、富Te空位颗粒-碲化铋、丙酮和去离子水所制备的胶状隔膜分散液经刮涂制备而成，所述富Te空位颗粒-碲化铋与聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体的质量比为5：100，所述富Te空位颗粒-碲化铋的粒径为800nm，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体的分子量为60万。
制备实施例1的空位复合隔膜的方法按以下步骤进行：
步骤1：将0.035g富Te空位颗粒-碲化铋分散于5.53g丙酮中，常温下超声处理1h，得到富Te空位颗粒-碲化铋分散液；
步骤2：将0.7g聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体加入到步骤1得到的碲化铋分散液中，在55℃、800r/min下磁力搅拌0.5h，得到胶状分散液；
步骤3：将0.166g去离子水逐滴加入到步骤2得到的胶状分散液中，在55℃、800r/min下磁力搅拌0.5h，冷却至室温，得到胶状隔膜分散液；
步骤4：将步骤3得到的胶状隔膜分散液刮涂到玻璃板基底上，室温晾干，得到厚度为15μm的空位复合隔膜。
对实施例1中所用的富Te空位颗粒-碲化铋进行电子顺磁共振谱图(EPR)测试，测试结果如图1所示，可以看出该材料在g＝2处存在明显的较强的信号峰，这证实了Te空位的存在性。Te空位对电解液中的阴离子具有明显的“陷阱”作用，因此能促进锂离子的迁移，提升复合隔膜的锂离子迁移数，提高锂离子电池的倍率性能，同时还能抑制锂枝晶的形成，提升锂离子电池的长周期循环稳定性。
实施例2、本实施例与实施例1不同的是：
所述富Te空位颗粒-碲化铋与聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体的质量比为10：100；
具体制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将0.07g富Te空位颗粒-碲化铋分散于5.53g丙酮中，常温下超声处理1h，得到富Te空位颗粒-碲化铋分散液；
步骤2：将0.7g聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体加入到步骤1得到的碲化铋分散液中，在55℃、800r/min下磁力搅拌0.5h，得到胶状分散液；
步骤3：将0.166g去离子水逐滴加入到步骤2得到的胶状分散液中，在55℃、800r/min下磁力搅拌0.5h，冷却至室温，得到胶状隔膜分散液；
步骤4：将步骤3得到的胶状隔膜分散液刮涂到玻璃板基底上，室温晾干，得到厚度为15μm的空位复合隔膜。
实施例3、本实施例与实施例1不同的是：
所述富Te空位颗粒-碲化铋与聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体的质量比为18：100；
具体制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将0.126g富Te空位颗粒-碲化铋分散于5.53g丙酮中，常温下超声处理1h，得到富Te空位颗粒-碲化铋分散液；
步骤2：将0.7g聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体加入到步骤1得到的碲化铋分散液中，在55℃、800r/min下磁力搅拌0.5h，得到胶状分散液；
步骤3：将0.166g去离子水逐滴加入到步骤2得到的胶状分散液中，在55℃、800r/min下磁力搅拌0.5h，冷却至室温，得到胶状隔膜分散液；
步骤4：将步骤3得到的胶状隔膜分散液刮涂到玻璃板基底上，室温晾干，得到厚度为15μm的空位复合隔膜。
对比例1：本实施例提供一种聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜，其制备方法如下：
步骤1、将0.7g聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶解在5.53g丙酮中，在55℃、800r/min下磁力搅拌30min，得到透明胶状溶液；
步骤2：将0.166g去离子水逐滴加入到步骤1得到的透明胶状溶液中，在55℃、1000r/min下磁力搅拌0.5h，冷却至室温，得到胶状隔膜分散液；
步骤3：将步骤2得到的胶状隔膜分散液刮涂到玻璃板基底上，室温晾干，得到厚度为15μm的纯聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜。
对比例2：商业聚丙烯隔膜Celgard 2500。
应用例1：将实施例1和对比例1-2的隔膜组装在锂离子电池中，其中正极为磷酸铁锂，负极为锂箔，电解液为含1mol/LLiPF6的混合溶液，其中溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯按1:1:1的体积比混合而成。
检测试验：在室温下进行电池的电化学性能测试。
试验一：对应用例1中锂电池的锂离子迁移数进行表征，结果见表1，可以看出，富Te空位颗粒-碲化铋的加入提高了锂离子迁移数。
试验二：隔膜吸液率测试：称取隔膜的质量，然后将隔膜浸泡在电解液中40min，称取隔膜浸泡电解液前后的质量，吸液率由(浸泡后的质量-初始质量)/初始质量得到。结果见表1，可以看出，富Te空位颗粒-碲化铋的加入提高了隔膜吸液率。
试验三：对实施例1-3和对比例1-2中的隔膜进行接触角测试，结果见表1，可以看出，富Te空位颗粒-碲化铋的加入减小了接触角，表明富Te空位颗粒-碲化铋的加入明显提升了隔膜对电解液的润湿性，这也与这些隔膜的电解液吸液率测试结果相一致。
试验四：室温(25℃)下，倍率性能以及2C(1C＝170mAg-1)下的循环性能进行测试，结果见图2-3及表1，可以看出，使用本发明实施例1的空位复合隔膜的倍率性能和长周期循环稳定性更加优异。
表1隔膜及电池性能检测数据
对比例1 对比例2 实施例1 实施例2 实施例3
锂离子迁移数 0.36 0.34 0.62 0.61 0.59
接触角(°) 24 60 19 19 20
隔膜吸液率(％) 210 122 217 210 208
25℃/2C下电池500圈容量保持率(％) 0 59.4 82.7 79.1 70.8
25℃/15C下电池比容量(mAhg-1) 4 28 69 61 53
实施例4、本实施例的一种复合固态电解质的制备方法如下：
步骤1：将0.05g富Te空位颗粒-碲化铋分散于15.42g氮-甲基吡咯烷酮中，常温下超声处理1h，得到富Te空位颗粒-碲化铋分散液；
步骤2：将1g聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉体加入到步骤1得到的富Te空位颗粒-碲化铋分散液中，在常温下、800r/min下磁力搅拌12h，得到胶状分散液；
步骤3：在干燥的氩气氛围保护下，将0.8g双(三氟甲基磺酰)亚胺锂加入步骤2的浆料中，全程封闭搅拌，避免长时间的接触空气和水分；
步骤4：将步骤3得到的胶状分散液刮涂到玻璃板基底上，60度真空干燥48h，得到厚度为60μm的复合固态电解质。
对比例3：本对比例提供一种纯聚偏氟乙烯-六氟丙烯固态电解质，本对比例与实施例4不同的是：固态电解质中不添加富Te空位颗粒-碲化铋。其他步骤及参数与实施例4相同。
应用例2：将实施例4和对比例3的固态电解质组装在锂离子电池中，其中正极为磷酸铁锂，负极为锂箔，正负极之间的固态电解质分别为实施例4和对比例3。
检测试验：在室温下进行电池的电化学性能测试。
试验五：室温(25℃)下，倍率性能以及1C(1C＝170mAg-1)下的长循环性能进行测试，结果见图4-5，可以看出，使用本发明实施例4的复合固态电解质的固态电池倍率性能和长周期循环稳定性更加优异。

Claims (10)

1.一种空位复合隔膜，其特征在于，它由隔膜基底聚合物粉体、富Te空位颗粒、有机溶剂和去离子水所制备的胶状隔膜分散液经刮涂制备而成。
2.根据权利要求1所述的空位复合隔膜，其特征在于，隔膜基底聚合物粉体为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯、聚丙烯酸和聚丙烯腈中的一种或几种的混合物，富Te空位颗粒为碲化铋、N型碲化铋、P型碲化铋中的一种或几种的混合物，富Te空位颗粒与隔膜基底聚合物粉体的质量比为(5～50)：100。
3.权利要求1或2所述的空位复合隔膜的制备方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
步骤1：将富Te空位颗粒分散于有机溶剂中，常温下超声处理1h～3h，得到富Te空位颗粒分散液；
步骤2：将隔膜基底聚合物粉体加入到步骤1的富Te空位颗粒分散液中，在50～70℃下磁力搅拌0.5h～1h，得到胶状分散液；
步骤3：将去离子水逐滴加入到步骤2的胶状分散液中，在50～70℃下磁力搅拌0.5h～1h，冷却至室温，得到胶状隔膜分散液；
步骤4：将步骤3的胶状隔膜分散液刮涂到基底上，室温晾干，得到空位复合隔膜。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1中有机溶剂为丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N-N二甲基甲酰胺、N-N二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合物，步骤2中隔膜基底聚合物粉体与步骤1中有机溶剂的质量比为1：(6～10)，步骤3中去离子水与步骤1中有机溶剂的质量比为(3～5):100。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤4中空位复合隔膜厚度为8～50μm。
6.权利要求1或2所述的空位复合隔膜在锂基液态电池中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，锂基液态电池包括锂金属电池、锂离子电池、锂硫电池、锂基双离子电池和锂-CO2电池。
8.一种具有优异的高倍率性能和长循环稳定性的锂基液态电池，其特征在于，它使用权利要求1或2所述的空位复合隔膜。
9.一种具有优异的高倍率性能和长循环稳定性的固态电池，其特征在于，它使用的固态电解质由权利要求3-5任一项所述的方法中步骤2得到的胶状分散液和锂盐混合后经刮涂制备而成。
10.根据权利要求9所述的固态电池，其特征在于，胶状分散液中富Te空位颗粒、隔膜基底聚合物粉体和锂盐的质量比为(5～50)：100：(50～100)。
CN202310136500.7A 2023-02-20 2023-02-20 一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池 Pending CN116345065A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310136500.7A CN116345065A (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310136500.7A CN116345065A (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116345065A true CN116345065A (zh) 2023-06-27

Family

ID=86881364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310136500.7A Pending CN116345065A (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116345065A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220052327A1 (en) Anode material, electrochemical device and electronic device using the same
CN109461906B (zh) 一种锂硫电池正极材料的制备方法
CN114156543A (zh) 一种钠离子电池电解液、钠离子电池及制备方法
CN110233285A (zh) 一种利用聚合物电解质改善固态电池界面稳定性的方法
CN112670543B (zh) 基于中空结构mof的复合固态电解质膜及其制备方法与应用
CN113937286A (zh) 一种包覆改性的钠离子电池正极材料及其制备方法和电池
CN114883748B (zh) 一种用于锂离子电池的复合隔膜及其制备方法
CN114447321A (zh) 一种正极材料及包括该材料的正极片和电池
CN114256560A (zh) 一种纤维素无机复合膜、耐高温电池隔膜及其制备方法与应用
CN109428054B (zh) 阳极极片、锂离子二次电池及制备方法
US20220311044A1 (en) Method of making composite polymer electrolyte for all solid-state lithium-ion battery
CN116345065A (zh) 一种空位复合隔膜及其制备方法、应用和基于它的锂基液态电池，以及一种固态电池
CN114400300A (zh) 一种磷酸铁锂正极片、制备方法及电池
CN113410523A (zh) 一种柔性金属有机框架基塑晶电解质及其制备方法和应用
CN113809301B (zh) 具有类蛋黄结构的高电压氮掺杂镍锰酸锂电极材料及其储锂应用
KR102385948B1 (ko) 전기화학 특성을 향상시킨 리튬이차전지용 실리콘-탄소 복합 음극활물질 및 그 제조 방법과, 이를 포함하는 리튬이차전지
CN115719795B (zh) 一种二次电池
KR101677794B1 (ko) 이차전지용 유무기 복합 분리막, 그 제조 방법, 및 이를 이용한 이차전지
CN114068931B (zh) 一种锂负极保护膜层及其制备方法
CN114520396B (zh) 一种锂金属电池用压电复合隔膜及其制备方法和应用
CN114335476B (zh) 一种负极材料的制备方法及其应用
CN116565306A (zh) 一种高迁移数复合固态电解质及其制备方法和应用
CN116706423A (zh) 一种用于液态碳酸酯基电解液锂金属电池的复合隔膜及其制备和应用
CN117791036A (zh) 一种吸水吸酸电池隔膜及其制备方法、吸水吸酸极片、电池
CN116014072A (zh) 一种电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination