1.一种集成化正极‑电解质的静电纺丝制备方法,其特征在于该制备方法包括如下步骤:
(1)氧化物型陶瓷纳米颗粒制备:
将含氧化物型陶瓷固态电解质的金属离子前驱体盐溶解于水中,选择性添加适量异质原子前驱体盐作为掺杂剂,加热搅拌形成均匀溶液,干燥,煅烧,得到氧化物型陶瓷纳米颗粒;
(2)集成化正极‑电解质纳米纤维的制备:a、将聚偏二氟乙烯溶解于N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中制备聚偏二氟乙烯溶液;
b、将活性物质、导电物质(Super P)、聚环氧乙烷(PEO)和锂盐(LiTFSI)加入聚偏二氟乙烯溶液中,活性物质与聚偏二氟乙烯的重量比为0.25 ‑1:1,PEO的添加量为聚偏二氟乙烯重量的2‑6%,
混合液在40‑60℃的温度下充分搅拌得到正极静电纺丝前驱液;
c、将氧化物型陶瓷纳米颗粒、聚环氧乙烷(PEO)和锂盐(LiTFSI)加入聚偏二氟乙烯溶液中,在40‑60℃的温度下充分搅拌得到电解质静电纺丝前驱液;
d、将正极和电解质静电纺丝前驱液通过连续静电纺丝制成纳米纤维膜,60±10℃真空干燥后得到集成化正极‑电解质纳米纤维;
(3)有机聚合物固态电解质溶液配制:选取可作为固态电解质的聚合物和导电锂盐分别在各自熔点以下的温度范围内真空干燥后备用;
聚合物和导电锂盐在溶剂中搅拌充分,形成均匀混合的有机聚合物固态电解质溶液;
(4)集成化正极‑电解质的制备:
将步骤(2)得到的集成化正极‑电解质纳米纤维置于模具(一般选择聚四氟乙烯材质)上,在其表面浇筑一层步骤(3)得到的有机聚合物固态电解质溶液;
待有机聚合物固态电解质溶液中的溶剂挥发完全,得到集成化正极‑电解质膜,将其在
40‑70℃下干燥,得到集成化正极‑电解质。
2. 根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法,其特征在于:步骤(2)b中导电物质(Super P)与活性物质的重量比为1:5‑7,锂盐(LiTFSI)的添加量为聚偏二氟乙烯重量的
10%‑15%。
3. 根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法,其特征在于:步骤(2)c中氧化物型陶瓷纳米颗粒与聚偏二氟乙烯的重量比为0.25 ‑0.75:1,PEO的添加量为聚偏二氟乙烯重量的
2‑6%,锂盐(LiTFSI)的添加量为聚偏二氟乙烯重量的10%‑15%。
4. 根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法,其特征在于:步骤(2)d中的正极纺丝参数为静电压18‑20 kV,电解质纺丝参数为静电压12‑15 kV,纺丝距离10‑12 cm,纺丝液流速为0.8‑1.0 mL/h,纺丝转鼓转速为350‑450 rpm。
5. 根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法,其特征在于:步骤(3)中的聚合物选自聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)中的一种或多种聚合物的混合物,导电锂盐选自卤化锂(LiX,X=F, Cl, Br, I)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟磷酸锂(LiPF6)或四氟硼酸锂(LiBF4)中的一种或几种。
6. 根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法,其特征在于:步骤(3)中的聚合物和导电锂盐在乙腈中的搅拌时间为24‑48 h;步骤(4)中的复合固态电解质膜的干燥温度为50‑60℃,干燥时间为24‑48 h。
7.根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法,其特征在于:步骤(1)中的金属离子前驱体盐选自Li盐、La盐和Zr盐,异质原子前驱体盐选自Al盐、Nb盐或Ta盐;
步骤(2)b中的活性物质选自磷酸铁锂(LiFePO4),钴酸锂(LiCoO2)或三元材料镍钴锰酸锂(LiNiMnCoO2)。
8. 根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法,其特征在于:步骤(2)a中的聚偏二氟乙烯溶液的搅拌温度为40‑60℃;步骤(2)d中的通过连续静电纺丝制成的纳米纤维膜的干燥时间为2‑4 h。
9.一种权利要求1所述的静电纺丝制备方法制得的集成化正极‑电解质。
10.一种权利要求9所述的集成化正极‑电解质在制备柔性固态锂电池方面的应用。