(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111488499.1 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 电子科技大 学长三角研究院 （湖州） 地址 313000 浙江省湖州市吴兴区西塞山 路819号科技创新综合体B1幢 (72)发明人 徐自强　罗斌　方梓烜　吴孟强　 (74)专利代理 机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11390 代理人 何思理 (51)Int.Cl. H01M 10/0565(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/058(2010.01) (54)发明名称 一种复合固态电解质及其制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种复合固态电解质及其制备 方 法 ，复 合 固 态 电 解 质 由 精 细 Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末、 PVDF聚合 物基底、 增塑剂、 分散剂和锂盐组成， 精细 Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末、 PVDF聚合 物基底、 增塑剂、 分散剂和锂盐在有机溶剂中充 分搅拌溶解后， 分散剂以线状、 面状附着于PVDF 聚 合 物 表 面 ，使 增 塑 剂 、精 细 Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末充分穿插 于PVDF聚合物 基底中， 促进PVDF聚合物 基底与增 塑剂混合产生共混改性， 构成以PVDF聚合物 基底 为连续相、 分散剂和增塑剂为分散相的交错排布 的点、 线、 面、 层多维混插体系结构。 本发明具有 如下优点： 易于操作、 合成条件温和 并且可大规 模生产， 得到的复合电解质有较好的柔韧性和较 高的室温离 子电导率。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114388884 A 2022.04.22 CN 114388884 A 1.一种复合固态电解质， 其特征在于， 由精细Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末、 PVDF聚合物 基底、 增塑剂、 分散剂和锂盐组成， 所述精细Li6.75La3Zr1.75Ta0.2 5O12陶瓷粉 末、 PVDF聚合物基底、 增塑剂、 分散剂和锂盐在有机溶剂中充分搅拌溶解后， 所述分散剂以 线状、 面状附着于PVDF聚合物表面， 使增塑剂、 精细Li6.75La3Zr1.75Ta0.2 5O12陶瓷粉末充 分穿插于PVDF聚合物基底中， 促进PVDF聚合物基底与增塑剂混合产生共混改性， 构成以 PVDF聚合物基底为连续相、 分散剂和增塑剂为分散相的交错排布的点、 线、 面、 层多维混插 体系结构。 2.根据权利要求1所述一种复合固态电解质， 其特征在于， 所述PVDF聚合物基底为聚偏 氟乙烯三氟氯乙烯共聚物P(VDF ‑CTFE)， 其中VDF和CTFE的比例为85%:15%、 88%:12%、 92%:8% 中的一种， 在点、 线、 面、 层多维混插体系结构中， 其以面状、 层状形态成为承载各组分的连 续相基底。 3.根 据 权 利 要 求 1 所 述 一 种 复 合 固 态电 解 质 ，其 特 征 在 于 ， 所 述 精 细 Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12陶瓷粉末与PVDF聚合物基底的质量比为1:10 ‑1:2， 在点、 线、 面、 层多维混插体系结构中， 其以点状形态均匀分散， 与基底构成了果籽 ‑果肉结构。 4.根据权利要求1所述一种复合固态电解质， 其特征在于， 所述锂盐为双三氟甲烷磺酰 亚胺锂(LiTSFI)、 高氯酸锂(LiClO4)  、 双二氟磺酰亚胺锂 （LiFSI） 中的一种， 其与PVDF聚合 物基底的质量比为1:5 ‑1:2。 5.根据权利要求1所述一种复合固态电解质， 其特征在于， 所述分散剂为 聚乙烯吡咯烷 酮(PVP)、 聚丙烯酰胺(PAM)、 聚乙二醇(PEG)中的一种， 其与PVDF聚合物基底的质量比为1: 100‑1:10。 6.根据权利要求1所述一种复合固态电解质， 其特征在于， 所述增塑剂为丁二腈(SN)、 四乙二醇二甲醚(TEGDME)、 碳酸乙烯酯 ‑二甲氧基乙烷(  EC‑DME)中的一种， 其与PVDF聚合 物基底的质量比为1:10 ‑1:5， 在点、 线、 面、 层多维混插体系结构中， PVDF聚合物基底与面 状、 层状形态的增塑剂混合产生共混改性， 构成以PVDF聚合物基底 为连续相、 分散剂和增塑 剂为分散相的交错 排布的共混多维混插体系结构。 7.根据权利要求1所述一种复合固态电解质， 其特征在于， 所述有机溶剂为N,N ‑二甲基 甲酰胺(DMF)， 其中PVDF聚合物基底在有机溶剂的浓度为0.0 5‑0.2g/ml。 8.一种利用权利要求1至7中任意一项所述复合固态电解质的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： （ 1 ）在 手 套 箱 的 保 护 气 氛 下 ，称 量 增 塑 剂 、分 散 剂 、锂 盐 、精 细 Li6.75La3Zr1.75Ta0.2 5O12陶瓷粉末和PVDF聚合物基底并加入到试剂瓶中； 将有机溶剂加 入到上述试剂瓶中， 得到混合溶 液， 接着使用密封胶封好试剂瓶口； (2)使用磁力搅拌器将上述混合溶液充分搅拌使溶质溶解并混合均匀得到胶液； 之后， 将所得胶液进行加热 水浴； (3)将胶液浇铸在聚四氟乙烯板上， 使用刮刀刮涂至适当厚度， 然后将其放置于真空烘 箱中进行烘干， 得到复合固态电解质膜， 最后将 固态电解质膜裁剪至适合的复合固态电解 质膜片。 9.根据权利要求8所述一种复合固态电解质的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 （2） 中， 混合溶液的搅拌时间为2   ‑12h， 其中， 所述胶液的水浴时间为2 ‑10h， 加热温度为 40‑80℃。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114388884 A 210.根据权利要求8所述一种复合固态电解质的制备方法， 其特征在于： 所述步骤 （3） 中， 烘干条件为 40‑80℃真空加热12 ‑36h。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114388884 A 3