(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 202111623060.5 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 许恒辉　侯添壹　黄云辉　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 代理人 许恒恒 (51)Int.Cl. H01M 10/0565(2010.01) H01M 10/058(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种固态电解质及其制备方法、 锂离子电池 及制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种固态电解质及其制备方 法、 锂离子电池及制备方法。 所述固态电解质的 制备方法包括： 将锂盐、 卤素引发剂与含氧环醚 类单体均匀混合得到前体液， 通过卤素引发剂引 发含氧环醚类单体原位聚合， 得到所述高迁移数 聚合物固态电解质。 本发明提供的固态电解质具 有室温下高离子电导率、 高迁移数及与正、 负极 良好的界面接触， 能有效使锂金属表 面的锂离子 浓度分布和电场分布更加均匀、 抑制锂枝晶的生 长、 有效降低固态电解质与电极间的界面阻抗， 表现出对锂 金属负极的优异稳定性， 使含有该电 解质的固态电池 展现出良好的电化学性能。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114300742 A 2022.04.08 CN 114300742 A 1.一种高迁移数聚合物固态电解质的制备方法， 其特征在于， 包括： 将锂盐、 卤素引发 剂与含氧环醚类单体均匀混合得到前体液， 通过卤素引发剂引发含氧环醚类单体原位聚 合， 得到所述高迁移数聚合物固态电解质。 2.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述锂盐为二草酸硼酸锂、 双氟磺酰亚 胺锂、 二氟磷酸锂、 二氟草酸硼酸锂、 三氟 甲基磺酸锂、 四氟硼酸锂、 六氟磷酸锂、 双三氟甲 基磺酰亚胺锂与高氯酸锂中的至少一种； 所述卤素引发剂为溴、 碘、 一氯化碘、 三氯化碘与 溴化碘中的至少一种； 所述含氧环醚类单体为环氧乙烷、 环氧丙烷、 环氧氯丙烷、 1,2 ‑环氧 丁烷、 1,4‑环氧丁烷、 1,3‑二氧戊环、 三聚甲醛中的至少一种。 3.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述锂盐在所述前体液中的摩尔浓度为 0.1～6mol/L； 所述卤素引发剂在所述前体液中的质量分数为0.1～6％； 所述含 氧环醚类单 体在所述前体液中的质量分数为 40～90％。 4.如权利要求1 ‑3任一项所述的制备方法， 其特征在于， 在所述前体液中还加入增塑 剂、 功能高分子和无机添加剂中的至少一种。 5.如权利要求4所述制备方法， 其特征在于， 所述增塑剂为碳酸甲乙酯、 碳酸甲丙酯、 碳 酸乙烯酯、 碳酸亚乙烯酯、 碳酸乙烯亚乙酯、 氟代碳酸乙烯酯、 碳酸二甲酯、 碳酸二乙酯、 碳 酸丙烯酯、 乙酸甲酯、 乙酸乙酯、 乙酸丙酯、 丙酸乙酯、 1,3 ‑丙磺酸内酯、 硫酸乙烯酯、 乙腈、 乙二腈、 丁二腈、 环 丁砜、 二甲基亚砜、 乙二醇二甲醚、 二乙二醇二甲醚、 三乙二醇二甲醚、 四 乙二醇二甲醚、 氟苯、 三氟乙基甲基碳酸酯、 亚磷酸三苯酯、 磷酸三甲酯、 磷酸三乙酯、 磷酸 三丙酯与1,1,2,2 ‑四氟乙基 ‑2,2,3,3‑四氟丙基醚中至少一种； 所述增塑剂的质量为含氧 环醚类单体质量的0～5 0％； 所述功能高分子为聚氧化乙烯、 聚苯胺、 聚甲基丙烯酸甲酯、 聚偏二氟乙烯、 聚(偏二氟 乙烯‑co‑六氟丙烯)、 聚氯乙烯、 聚碳酸乙烯酯、 聚碳酸丙烯酯、 聚己内酯、 聚三亚甲基碳酸 酯、 聚丙二醇、 聚二甲基硅氧烷、 聚乳酸、 聚醚醚酮、 纤维素与壳聚糖中至少一种； 所述功能 高分子的质量 为含氧环醚类单体质量的0～5 0％； 所述无机添加剂为碳化硼、 氮化硼、 氮化碳、 氮化硅、 氧化硼、 氧化镁、 氧化铝、 氧化硅、 氧化钙、 氧化钛、 氧化锌、 氧化锶、 氧化锆、 氧化钡、 钛酸钡、 氟化镁、 氟化铝、 氟化钙、 氟化铜、 氟化锌、 碳酸钙、 羟基磷灰石、 高岭土、 Li3PO4、 Li3PS4、 Li7P3S11、 Li10GeP2S12、 Li7La3Zr2O12、 Li0.33La0.557TiO3、 Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3与Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3中至少一种； 所述无机添加剂 的质量为含氧环醚类单体质量的0～5 0％。 6.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述通过卤素引发剂引发含氧环醚类 单体原位聚合时， 聚合温度为0～80℃， 聚合时间为 4～72小时。 7.一种根据权利要求1 ‑6任一项所述的制备方法制备得到的高迁移数聚合物固态电解 质。 8.一种锂离 子电池， 其特 征在于， 包括权利要求7 所述的高迁移数聚合物固态电解质。 9.一种锂离 子电池的制备 方法， 其特 征在于， 包括： (1)将锂盐、 卤素引发剂与含氧环醚类单体均匀混合得到前体液； (2)将前体液注入电池， 使前体液充分填充正极层、 膈膜、 负极层的层中及层间， 静置通 过卤素引发剂引发含氧环醚类单体原位聚合， 得到所述锂离 子电池。 10.根据权利要求9所述的制备方法， 其特征在于， 所述制备方法还包括在所述步骤(1)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114300742 A 2的前体液中加入增塑剂、 功能高分子和无机添加剂中的至少一种。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114300742 A 3