本申請涉及儲能,特別是涉及一種固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法、固態(tài)電池。
背景技術(shù):
1、固態(tài)電池是一種儲能元件,能夠儲存電能并在需要時釋放。與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比,固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)而不是液體或凝膠電解質(zhì)來進行離子傳輸,具有更高的安全性、更高的能量密度、更快的充電速度和更長的循環(huán)壽命。固態(tài)電解質(zhì)膜在固態(tài)電池中實現(xiàn)鋰離子通過,具有重要作用。
2、傳統(tǒng)技術(shù)中,將固態(tài)電解質(zhì)壓制于膜材料中形成固態(tài)電解質(zhì)膜,這就要求膜材料具備良好的孔隙,便于固態(tài)電解質(zhì)進入,需要多次壓制才能制備致密性較好的固態(tài)電解質(zhì)膜,這使得傳統(tǒng)技術(shù)中通過該種工藝制備的固態(tài)電解質(zhì)膜無法兼具薄且致密的優(yōu)點,固態(tài)電解質(zhì)膜過厚,鋰離子的傳輸路徑延長,不利于鋰離子的傳輸,電池內(nèi)阻也會增加,固態(tài)電解質(zhì)膜不夠致密,會出現(xiàn)循環(huán)性能劣化以及電池的活性材料不能被充分利用的情況,均不利于電池性能的發(fā)揮。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此,有必要提供能夠避免固態(tài)電解質(zhì)膜的制備工藝,使得制備的固態(tài)電解質(zhì)膜兼具薄和致密的優(yōu)點。
2、第一方面,本申請?zhí)峁┮环N固態(tài)電解質(zhì)膜的制備方法,包括如下步驟:
3、在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液,形成膠層;其中,所述基材層為多孔結(jié)構(gòu);
4、在基材層背向膠層的一側(cè)表面,噴撒固態(tài)電解質(zhì),形成電解質(zhì)膜前體;
5、壓制,形成固態(tài)電解質(zhì)膜。
6、在一些實施方式中,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟中,所述基材層的孔隙率為65%~95%。
7、在一些實施方式中,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟包括,在所述基材層的一側(cè)表面進行網(wǎng)狀或點狀涂布膠液,使所述膠層覆蓋面積占所述基材層表面積的10%~40%。
8、在一些實施方式中,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟中,在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液,使得所述膠層厚度d1與基材層的總厚度d0的關系滿足:d1=(1%~20%)d0。
9、在一些實施方式中,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟包括,在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液后,進行干燥。
10、在一些實施方式中,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟還包括:將粘結(jié)劑及鋰鹽溶解在溶劑中,制備膠液;
11、所述粘結(jié)劑包括聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、羧甲基纖維素、丁苯橡膠、聚環(huán)氧乙烷中的至少一種。
12、在一些實施方式中,所述在基材層背向膠層的一側(cè)表面,噴撒固態(tài)電解質(zhì),形成電解質(zhì)膜前體之后,步驟還包括:
13、振蕩所述電解質(zhì)膜前體;
14、在一些實施方式中,所述振蕩所述電解質(zhì)膜前體的次數(shù)為1次或多次;
15、在一些實施方式中,所述振蕩所述電解質(zhì)膜前體的步驟,具體包括:使用振篩振蕩所述電解質(zhì)膜前體;
16、在一些實施方式中,所述振篩的振蕩頻率為20khz~1000khz。
17、在一些實施方式中,在所述壓制步驟中,壓制溫度為60?℃~100?℃;和/或,
18、壓制壓力為2t~3?t;和/或,
19、壓制時間為0.5?min?~5?min;
20、在一些實施方式中,對所述基材層噴灑有所述固態(tài)電解質(zhì)的一側(cè)表面進行壓制。
21、第二方面,本申請還提供一種固態(tài)電解質(zhì)膜,由所述的固態(tài)電解質(zhì)膜制備方法制備得到。
22、第三方面,本申請還提供一種固態(tài)電池,所述固態(tài)電池包括正極極片、負極極片和所述的固態(tài)電解質(zhì)膜。
23、上述固態(tài)電解質(zhì)膜的制備方法中,通過在多孔基材層的一側(cè)形成膠層,膠層部分進入到孔中,對固態(tài)電解質(zhì)形成阻擋,避免固態(tài)電解質(zhì)在壓制過程中從基材層中脫出,通過本申請的制備方法,有利于在較少的壓制次數(shù)下形成致密性高的固態(tài)電解質(zhì)膜,有效避免多次壓制造成固態(tài)電解質(zhì)的破碎。
24、本申請制備的固態(tài)電解質(zhì)膜兼具薄和致密的特點,具有良好的離子電導率,由此制備的固態(tài)電池的循環(huán)性能得到明顯改善。
1.一種固態(tài)電解質(zhì)膜的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟中,所述基材層的孔隙率為65%~95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟包括,在所述基材層的一側(cè)表面進行網(wǎng)狀或點狀涂布膠液,使所述膠層覆蓋面積占所述基材層表面積的10%~40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟中,在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液,使得所述膠層厚度d1與基材層的總厚度d0的關系滿足:d1=(1%~20%)d0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟包括,在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液后,進行干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述在基材層的一側(cè)表面噴涂膠液的步驟還包括:將粘結(jié)劑及鋰鹽溶解在溶劑中,制備膠液;
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述在基材層背向膠層的一側(cè)表面,噴撒固態(tài)電解質(zhì),形成電解質(zhì)膜前體之后,步驟還包括:
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,在所述壓制步驟中,壓制溫度為60?℃~100?℃;和/或,
9.一種固態(tài)電解質(zhì)膜,其特征在于,由權(quán)利要求1~8任一項所述的制備方法制備得到。
10.一種固態(tài)電池,其特征在于,所述固態(tài)電池包括正極極片、負極極片和權(quán)利要求9所述的固態(tài)電解質(zhì)膜。