一种硫化物全固态电解质膜材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料，具体涉及一种硫化物全固态电解质膜材料及其制备方法。

背景技术：

1、全固态锂电池被视为下一代储能电池的发展方向，通过使用不易燃的固态电解质层替换传统锂离子电池中的低燃点有机电解液，大幅改善锂电池的安全性能的同时，还可以与锂金属负极搭配实现更高的能量密度，进一步开发锂电池的应用潜力。固态电解质是全固态锂电池的核心组成部分，硫化物固态电解质具有高离子电导率、高延展性等优点，是未来全固态电池重要研发方向。

2、更薄的电解质膜可实现电池更高的能量密度，从而提升全固态电池的性能优势。但是，现有的全固态电解质膜，机械强度不足，作为中间电解质材料时较薄的厚度必然造成其机械强度的下降，在高压循环过程中极易被锂枝晶刺穿，造成正负极间短路，从而严重影响电池的安全性和性能稳定性。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种硫化物全固态电解质膜材料及其制备方法，其通过热压-交联将聚合物分子填充到硫化物颗粒间形成渗流网络结构，增强了电解质膜的机械强度，缓解了锂负极材料的不稳定性，从而可以解决背景技术中涉及的至少一个技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、本发明实施例提供了一种硫化物全固态电解质膜材料的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤一，将硫化物电解质和聚合物粘结剂通过球磨混合均匀，然后预压得到薄膜状预制复合材料；

5、步骤二，将交联剂均匀喷涂在所述预制复合材料表面；

6、步骤三，将喷涂有交联剂的复合材料进行热压，得到硫化物全固态电解质膜材料。

7、可选的，步骤一中，球磨的速率为50-250rpm，时间为20-60min。

8、可选的，步骤一中，硫化物电解质和聚合物粘结剂的质量比为100:(5-0.1)。

9、可选的，步骤一中，所述聚合物粘结剂为热塑性聚酰胺。

10、可选的，步骤一中，所述硫化物电解质为lipscl和lisipscl中的一种或两种组合。

11、可选的，步骤二中，所述交联剂选自于环氧丙醇、环氧氯丙烷、2、3-环氧丙基三甲基氯化铵。

12、可选的，步骤三中，热压温度为120-140摄氏度，压力为5mpa，时间为2-10min。

13、本发明还提供了一种硫化物全固态电解质膜材料，采用所述的制备方法制备而成。

14、本发明相较于现有技术具有如下有益效果：

15、在预制复合材料表面通过热压-交联，将聚合物分子填充到硫化物颗粒间形成渗流网络结构，增强了电解质膜的机械强度，缓解了锂负极材料的不稳定性，为全固态电池实现产业化提供了一种有效的思路。

技术特征：

1.一种硫化物全固态电解质膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，球磨的速率为50-250rpm，时间为20-60min。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，硫化物电解质和聚合物粘结剂的质量比为100:(5-0.1)。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述聚合物粘结剂为热塑性聚酰胺。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述硫化物电解质为lipscl和lisipscl中的一种或两种组合。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述交联剂选自于环氧丙醇、环氧氯丙烷、2、3-环氧丙基三甲基氯化铵。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，热压温度为120-140摄氏度，压力为5mpa，时间为2-10min。

8.一种硫化物全固态电解质膜材料，其特征在于，采用权利要求1-7任意一项所述的制备方法制备而成。

技术总结
本发明公开了一种硫化物全固态电解质膜材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。该方法包括如下步骤：步骤一，将硫化物电解质和聚合物粘结剂通过球磨混合均匀，然后预压得到薄膜状预制复合材料；步骤二，将交联剂均匀喷涂在所述预制复合材料表面；步骤三，将喷涂有交联剂的复合材料进行热压，得到硫化物全固态电解质膜材料。本发明相较于现有技术具有如下有益效果：在预制复合材料表面通过热压‑交联，将聚合物分子填充到硫化物颗粒间形成渗流网络结构，增强了电解质膜的机械强度，缓解了锂负极材料的不稳定性，为全固态电池实现产业化提供了一种有效的思路。

技术研发人员：靳进波,肖骏,秦舒浩,张敏敏,施鸥玲,晏燕,杜西兰,姚勇,李科褡
受保护的技术使用者：贵州省材料产业技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5