(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 202111493065.0 (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 浙江省湖州市西塞山路819号 南太湖科技创新综合体B2幢8层 (72)发明人 王欣　汪东煌　周爱军　姜继成　 (74)专利代理 机构 重庆中之信知识产权代理事 务所(普通 合伙) 50213 代理人 杨豪斌 (51)Int.Cl. H01M 10/056(2010.01) H01M 10/052(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种改性陶瓷材料及使用该材料制成的复 合电解质的制备方法和应用 (57)摘要 本发明提供了一种改性陶瓷材料， 所述改性 陶瓷材料为核壳结构， 包括壳层和核层， 所述壳 层为含羟基聚合物， 所述核层为陶瓷填料； 所述 陶瓷填料包括Al2O3、 SiO2、 TiO2、 ZrO2中的一种或 多种； 所述含 羟基聚合物由邻苯二酚与烯胺通过 自聚合反应生成。 本发明还提供了一种使用改性 陶瓷材料制备复合固态电解质的方法及复合固 态电解质的应用。 本发明的羟基改性陶瓷材料及 其复合固态电解质， 可以提高陶瓷填料在聚合物 中分散性， 从而进一步提高复合固态电解质的机 械性能、 离 子电导率、 锂离子迁移数。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114361572 A 2022.04.15 CN 114361572 A 1.一种改性陶瓷材料， 其特征在于： 所述改性陶瓷材料为核壳结构， 包括壳层和核层， 所述壳层为含羟基聚合物， 所述核层为陶瓷填料； 所述陶瓷填料包括Al2O3、 SiO2、 TiO2、 ZrO2 中的一种或多种； 所述含羟基聚合物由邻苯二 酚与烯胺通过自聚合反应生成。 2.如权利要求1所述的一种改性陶瓷材料， 其特征在于： 所述陶瓷填料的形状包括球 状、 片状、 棒状和纤维形态中的一种或多种。 3.如权利要求1所述的一种改性陶瓷材 料， 其特征在于： 所述壳层的厚度为1 ‑100纳米。 4.如权利要求1所述的一种改性陶瓷材料， 其特征在于： 所述烯胺包括二乙烯三胺、 三 乙烯四胺、 四乙烯五胺和聚乙烯亚胺中的一种或多种。 5.如权利要求1所述的一种改性陶瓷材料， 其特征在于： 所述邻苯二酚与烯胺物质的量 之比为1:1 ‑4:1。 6.如权利要求1所述的一种改性陶瓷材料， 其特征在于： 所述邻苯二酚与烯胺反应时， 溶剂为pH值 为8‑9的水溶液。 7.一种使用如权利要求1所述改性陶瓷材料制备复合固态电解质的方法， 其特征在于： 先在溶剂中添加改性陶瓷材料、 锂盐和聚氧化乙烯聚合物， 搅拌后静置脱泡， 形成电解质浆 料； 然后将此浆料倒入聚四氟乙烯模具中并转移至 真空干燥箱， 升温干燥后冷却至 室温， 即 得到复合固态电解质。 8.如权利要求7所述的一种使用改性陶瓷材料制备复合固态电解质的方法， 其特征在 于： 所述锂盐包括高氯酸锂、 双三氟甲烷磺酰亚胺锂、 三氟甲磺酸锂、 双草酸硼酸锂中的一 种或多种。 9.一种全固态锂电池， 包括正极片、 负极片和电解质层， 其特征在于： 所述电解质层包 括权利要求7 ‑8中任意一项的复合固态电解质。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114361572 A 2一种改性陶瓷材料及使用该材料制成的 复合电解质的制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子固态电池技术领域， 尤其涉及 一种改性陶瓷材料及使用该材料 制成的复合电解质的制备 方法和应用。 背景技术 [0002]传统锂离子电池由于采用热稳定性差、 着火点低的液态有机电解液， 当使用不当 或者温度过高时， 存在易燃易爆的安全隐患。 因此采用热稳定性好的固态电解质取代有机 电解液时， 可以有效解决锂离子电池的安全问题， 促进电动汽车和规模储能领域更好的发 展。 [0003]固态电解质分为无机固态电解质和有机固态电解质， 无机固态电解质虽然离子电 导率高、 耐氧化， 但脆性大， 电解质/电极固固界面接触不良， 导致界面阻抗过大。 有机固态 电解质质量轻、 易成膜， 具有良好的加工特性和界面润湿性， 但是存在离子电导率过低的问 题。 [0004]聚氧乙烯(PEO)聚合物电解质是目前应用最广的有机聚合物电解质材料。 室温下 PEO基体结晶性 强， 结晶区几乎不传导锂离子， 因此传统的P EO‑锂盐体系的聚合物固态电解 质存在室温离子电导率低(10‑5‑10‑7S/cm)、 锂离子迁移数小、 电化学窗口窄、 机械强度小等 问题。 加入陶瓷填料可以抑制PEO结晶状态从而增多PEO基体中锂离子传播路径， 增强机械 强度， 提高电化学窗口。 但是陶瓷填料与P EO基体界面相容性不好， 容易在P EO聚合物基体中 团聚， 造成改性效果差。 因此如何提高陶瓷填料与P EO基体界面相容性是一个亟需解决 的问 题， 从而能够促进PEO复合固态电解质的大规模应用。 发明内容 [0005]针对现有技术中所存在的不足， 本发明提供了一种改性陶瓷材料及使用该材料制 成的复合电解质的制备方法和 应用， 其解决了现有技术中存在的提高陶瓷填料与PEO基体 界面相容 性的问题。 [0006]本发明的上述 技术目的是通过以下技 术方案得以实现的： [0007]一种改性陶瓷材料， 所述改性陶瓷材料为核壳结构， 包括壳层和核层， 所述壳层为 含羟基聚合物， 所述核层为陶瓷填料； 所述陶瓷填料包括Al2O3、 SiO2、 TiO2、 ZrO2中的一种或 多种； 所述含羟基聚合物由邻苯二 酚与烯胺通过自聚合反应生成。 [0008]进一步地， 所述陶瓷填料的形状包括球状、 片状、 棒状和纤维形态中的一种或多 种。 [0009]进一步地， 所述壳层的厚度为1 ‑100纳米。 [0010]进一步地， 所述烯胺包括二乙烯三胺、 三乙烯四胺、 四乙烯五胺和聚乙烯亚胺中的 一种或多种。 [0011]进一步地， 所述邻苯二 酚与烯胺物质的量之比为1:1 ‑4:1。说　明　书 1/5 页 3 CN 114361572 A 3