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专利号: 2021114835177
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种丝素水凝胶衍生的氧化物型多孔陶瓷复合固态电解质的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:S1、“丝素‑氧化物陶瓷前驱盐”水凝胶的制备:

将氧化物陶瓷前驱盐溶解于水中,得到陶瓷前驱盐溶液;

然后将丝素蛋白溶解于陶瓷前驱盐溶液中,得到丝素蛋白质量含量为3%‑10%的“丝素‑氧化物陶瓷前驱盐”水溶液,超声处理,静置,得到“丝素‑氧化物陶瓷前驱盐”水凝胶;

S2、氧化物型多孔陶瓷的制备:S1得到的“丝素‑氧化物陶瓷前驱盐”水凝胶干燥后得到干凝胶,然后在空气下煅烧,得到氧化物型多孔陶瓷;

S3、氧化物型多孔陶瓷复合固态电解质的制备:

将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;

然后将所述聚合物、导电锂盐溶解于乙腈中,并加入S2得到的氧化物型多孔陶瓷,搅拌分散均匀,形成固态电解质混合溶液;聚合物与导电锂盐的重量比为2~4:1;氧化物型多孔陶瓷占聚合物、导电锂盐、氧化物多孔陶瓷三者总重量的5%‑30%;

最后将固态电解质混合溶液涂覆于模具上,待乙腈挥发完全后,脱模,真空干燥获得氧化物型多孔陶瓷复合固态电解质。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:S1中的陶瓷前驱盐选自石榴石型、NASICON型、钙钛矿型或反钙钛矿型陶瓷前驱体盐,“丝素‑氧化物陶瓷前驱盐”水溶液中陶瓷前驱盐的含量为0.04‑0.8mol/L。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:S1中超声处理的参数为:超声功率为

200‑500W,超声时间为5‑20min,超声后静置时间为6‑48h。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:S2中“丝素‑氧化物陶瓷前驱盐”水凝胶的干燥温度为80℃±5℃,干燥时间为24h±4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:S2中“丝素‑氧化物陶瓷前驱盐”干凝胶的煅烧温度为700‑1000℃,煅烧时间为2h±0.5h。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:S3中氧化物型多孔陶瓷占聚合物、导电锂盐、氧化物多孔陶瓷三者总重量的10%;聚合物在混合溶液中的浓度为0.02‑0.1g/L。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:S3中,

聚合物选自聚环氧乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、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)、四氟硼酸锂(LiBF4)。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:S3中氧化物型多孔陶瓷复合固态电解质的真空干燥温度为50℃±5℃,干燥时间为24h±4h。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述丝素蛋白的制备方法是:将蚕茧进行脱胶‑精炼得到纯净丝素,盐溶解得到丝素蛋白溶液,离心‑透析‑冷冻干燥,得到丝素蛋白。

10.一种用于柔性固态锂电池的氧化物型多孔陶瓷复合固态电解质,该复合材料是由权利要求1所述的制备方法制备而成。