固态电解质及其制备方法、复合纳米纤维膜、全固态锂电池与流程

文档序号:37428899发布日期:2024-03-25 19:19阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种固态电解质的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.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,所述二酐化合物包含芳香族二酐化合物和/或脂肪族二酐化合物,所述二胺化合物包含芳香族二胺化合物和/或脂肪族二胺化合物。

3.根据权利要求1或2所述的固态电解质的制备方法,其特征在于,所述二酐化合物包含均苯四甲酸二酐,所述二胺化合物包含4,4'-二氨基二苯醚;和/或,所述二酐化合物与所述二胺化合物的投料摩尔比为1∶0.95-1.05。

4.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,所述第一溶剂包含n,n-二甲基甲酰胺,所述聚酰亚胺前驱体纺丝液的质量浓度为25%-35%;和/或,所述第二溶剂包含n,n-二甲基甲酰胺,所述钆掺杂氧化铈前驱体纺丝液的质量浓度为10%-32%。

5.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,所述铈盐为硝酸铈和/或醋酸铈,所述钆盐为硝酸钆和/或醋酸钆;和/或,所述铈盐与所述钆盐的投料摩尔比为8-10∶1。

6.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,所述酸为柠檬酸和/或醋酸,所述酸的投料摩尔量与所述铈盐和所述钆盐的总投料摩尔量之比为1-3∶1;和/或,所述助纺剂为聚乙烯吡咯烷酮,以质量百分含量计,所述助纺剂的添加质量占所述第二溶剂的添加质量的14%-18%。

7.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,所述静电纺丝方法的工作参数为:控制电场的电压为25-35kv,纺丝接收距离为15-25cm,溶液挤出速度为0.3-0.7ml/h。

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,以质量百分含量计,所述复合纳米纤维膜中,所述钆掺杂氧化铈陶瓷纳米纤维的质量百分含量为4%-12%。

9.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,所述复合纳米纤维膜中,所述聚酰亚胺纳米纤维至少部分呈卷曲状。

10.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,所述煅烧的温度为380-450℃。

11.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,所述聚合物包含聚氧化乙烯,所述锂盐包含双三氟甲烷磺酰亚胺锂,且控制所述聚氧化乙烯中的结构单元氧化乙烯与所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的锂的摩尔比为8-20∶1;和/或,所述第三溶剂为乙腈,以质量百分含量计,所述混合溶液中,所述聚合物的质量百分含量为8%-20%。

12.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,采用喷涂、刮涂或浸渍的方式将所述混合溶液施加到所述复合纳米纤维膜上,且以质量百分含量计,控制所述固态电解质中,所述复合纳米纤维膜占所述固态电解质的总质量的20%-40%。

13.一种权利要求1-12中任一项所述的固态电解质的制备方法制成的固态电解质。

14.一种复合纳米纤维膜,用于制备固态电解质,其特征在于,所述复合纳米纤维膜的制备方法包括:

15.一种全固态锂电池,其特征在于,该全固态锂电池包括正极、负极,以及设置在所述正极与所述负极之间的电解质;


技术总结
本发明公开了一种固态电解质及其制备方法、复合纳米纤维膜、全固态锂电池,制备时,先分别制备聚酰亚胺前驱体纺丝液、钆掺杂氧化铈前驱体纺丝液,将两种纺丝液分别通过静电纺丝方法纺在同一区域,得到复合前驱体初生纳米纤维膜,高温煅烧,制成复合纳米纤维膜;将聚合物、锂盐和第三溶剂混合,制成混合溶液,然后均匀施加在复合纳米纤维膜上,干燥,制成固态电解质;该方法制备出一种新的固态电解质,通过卷曲状的聚酰亚胺纤维和具有三维网络结构的钆掺杂氧化铈陶瓷纳米纤维的引入,在为锂离子提供长程有序的传输通道的基础上还可以在正负极之间构筑出趋向于垂直的离子传输通路,有利于促进锂盐的解离并加快锂离子的传输,进而提高电池性能。

技术研发人员:钮惠祥,高鲁,罗宇琪,康俊宝,康卫民,张省委
受保护的技术使用者:苏州盛虹纤维有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/24
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