(19)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 202111606279.4 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 天津巴莫 科技有限责任公司 地址 300348 天津市滨 海新区滨 海高新技 术产业园区 （环外） 海 泰大道8号 (72)发明人 宋英杰　伏萍萍　吕菲　徐宁　 吴孟涛　 (51)Int.Cl. H01M 10/0562(2010.01) H01M 10/0565(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种硫化物/聚合物复合固态电解质及其制 备方法 (57)摘要 本发明公开了一种硫化物/聚合物复合固态 电解质及其制备方法。 包括如下步骤： 首先通过 砂磨和热处理反应得到硼酸修饰型硫化物锂离 子电池固态电解质， 然后通过热处理反应在其表 面包覆了一层聚合物固态电解质。 本发明的主要 益处是： 通过加入硼酸对硫化物固态电解质进行 修饰， 硼酸在焙烧过程中熔融， 均匀包覆在硫化 物固态电解质表面， 可有效提高硫化物的结构稳 定性； 利用聚氧化乙烯低熔点的特性， 在硫化物 固态电解质表面原位包覆了包覆一层聚合物固 态电解质， 该有机固态电解质层可以提升颗粒之 间的界面接 触， 降低晶界电阻。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 114464876 A 2022.05.10 CN 114464876 A 1.一种硫化物/聚合物复合固态电解质， 其特征在于： 所述硫化物/聚合物复合固态电 解质的组成为： 以质量比计， 包括a份硫化物， 所述硫化物分子式为7(1+x)Li2S·3P2S5· yH3BO3； b份聚合物， 所述聚合物分子式为H ‑(‑O‑CH2‑CH2‑)n‑OH； c份双三氟甲烷磺酰亚胺锂 LiN(CF3SO2)2。 2.根据权利要求1所述的硫化物/聚合物复合 固态电解质， 其特征在于： 0.05≤x≤0.1， 0.05≤y≤0.1； 1％≤b/a≤ 3％； 15≤b/c≤25。 3.一种制备如权利要求1或2所述的硫化物/聚合物复合固态电解质的方法， 其特征在 于， 所述制备 方法包括如下步骤： 1)根据分子式7(1+x)Li2S·3P2S5·yH3BO3称取Li2S、 P2S5和H3BO3， 加入有机溶剂在砂磨 机中进行砂磨后得到固液混合物I， 所述固液混合物I的粒度D50≤0.1 μm； 2)将固液混合物I放置于氮气保护的喷雾干燥机中进行喷雾干燥， 其中喷雾干燥温度 为120～16 0℃， 喷雾 干燥后得到物料I I， 所述物料I I的粒度D50＝12～18 μm； 3)将所述物料II在氮气气氛中热处理， 得到物料 Ⅲ， 所述热处理温度 为300℃～350℃， 热处理时间为8h～16 h； 4)将所述物料 Ⅲ在氮气气氛中气流破碎后得到物料 Ⅳ， 所述物料 Ⅳ的粒度D50＝2～4μ m； 5)将所述物料 Ⅳ、 聚氧化乙烯、 双三氟甲烷磺酰亚胺锂在氮气保护的高速混合机中混 合均匀后得到物料 Ⅴ， 其中以质量比计， 聚氧化乙烯/物料 Ⅳ＝1～3％， 聚氧化乙烯/双三氟 甲烷磺酰 亚胺锂＝(15～ 25)： 1； 6)将所述物料 Ⅴ在氮气气氛中热处理， 其中热处理温度为300℃～350℃， 热处理时间 为8h～16 h， 热处理后即得到硫化物/聚合物复合固态电解质产品。 4.根据权利要求3所述一种硫化物/聚合物复合固态电解质的制备方法， 其特征在于： 步骤1)中所述有机溶剂为环己烷， 丙酮。 5.根据权利要求3所述一种硫化物/聚合物复合固态电解质的制备方法， 其特征在于： 步骤5)中所述聚氧化乙烯的分子量 为105～107。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114464876 A 2一种硫化物/聚合物复合 固态电解质及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子二次电池固态电解质领域， 尤其涉及一种硫化物/聚合物复合 固态电解质及其制备 方法。 背景技术 [0002]在国家政策的支持下， 我国新能源汽车产业取得了飞速发展， 目前年产销量已达 到了全球的一般以上。 众所周知， 动力电池是新能源汽车的核心部 分， 其中锂离子电池在成 本、 能量密度方面具有明显的优势， 能够大幅度提升新能源汽 车经济性和使用的便利性， 在 动力电池 领域占统治地位。 但近期新能源汽车的安全事件时有发生， 究其根本原因， 现在的 溶液型电解液为易燃有机物体系， 且电化学窗口窄， 采用通常的改进方法无法彻底解决。 采 用固态电解质具有电化学窗口宽， 热稳定性高， 不仅可以从根本解决锂离子电池的安全性 问题， 同时大大简化制造封装工艺， 提高电池的能量密度(在现有正负极体系下比能量密度 可以提升20％～5 0％)、 可靠性和设计自由度。 [0003]固态电解质是锂离子固态电池的核心， 其直接决定了锂离子固态电池倍率性能、 安全性能和循环性能等关键性能。 现有固态电解质体系中主要无机固态电解质体系和有机 固态电解质体系， 无机固态电解质主要包硫化物、 磷化物和氧化物几种， 其中硫化物固态电 解质的离子扩散系数最优， 达到了10‑3S/cm数量级， 基本达到了锂离子电池的使用要求， 但 硫化物的稳定性较差， 遇水汽会发生分解， 生成硫化氢气体； 且其粉体之间为硬接触， 晶界 电阻很大， 严重影响了其实际应用。 发明内容 [0004]为了解决上述技术问题， 本发明提供一种硫化物/聚合物复合固态电解质及其制 备方法。 [0005]本发明的技 术方案如下： [0006]一种硫化物/聚合物复合固态电解质， 其特征在于： 所述硫化物/聚合物复合固态 电解质的组成为： 以质量比计， 包括a份硫化物， 所述硫化物分子式为7(1+x)Li2S·3P2S5· yH3BO3； b份聚合物， 所述聚合物分子式为H ‑(‑O‑CH2‑CH2‑)n‑OH； c份双三氟甲烷磺酰亚胺锂 LiN(CF3SO2)2。 [0007]优选的， 0.0 5≤x≤0.1， 0.05≤y≤0.1； 1％≤b/a≤ 3％； 15≤b/c≤25 [0008]一种硫化物/聚合物复合固态电解质及其制备 方法， 包括如下步骤： [0009]1)根据分子式7(1+x)Li2S.3P2S5.yH3BO3称取Li2S、 P2S5和H3BO3， 加入有机溶剂在砂 磨机中进行砂磨， 得到固液混合物I， 粒度D50≤0.1 μm； [0010]2)将固液混合物I在氮气保护， 全密闭喷雾干燥机中喷雾干燥， 得到物料II， 粒度 D50＝12～18 μm， 其中喷雾 干燥温度为120～16 0℃； [0011]3)将所述物料II在氮气气氛中热处理， 得到物料 Ⅲ， 其中热处理温度为300℃～ 350℃， 热处 理时间为8h～16 h；说　明　书 1/5 页 3 CN 114464876 A 3