一种致密聚合物基固态锂电池用的电解质

摘要

本发明公开了一种致密聚合物基固态锂电池用的电解质。所述电解质包括锂盐、有机溶剂、聚偏氟乙烯聚合物，电解质中还包括二硒化钼。本发明制备的PVDF基固态电解质以二硒化钼为填料，其致密化程度明显提高，β相PVDF的含量、电解质的介电常数、电解质的离子电导率、离子迁移活化能、耐氧化窗口均得到提高。

权利要求

1.一种致密聚合物基固态锂电池用的电解质，包括锂盐和聚偏氟乙烯聚合物，其特征在于，电解质中还包括二硒化钼，聚偏氟乙烯聚合物与锂盐的质量比为1 1.5∶1；

~

二硒化钼与聚偏氟乙烯聚合物的质量比为0.10 0.20∶1，~

所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质的制备方法，包括以下步骤：（1）提供锂盐、有机溶剂、聚偏氟乙烯聚合物和二硒化钼；

（2）将锂盐、聚偏氟乙烯聚合物和二硒化钼溶解在有机溶剂中，充分络合获得浆料；

（3）将步骤（2）所得浆料制膜获得所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质，步骤（3）中制膜时，将浆料均匀流延到玻璃基底上，然后鼓风干燥，得到自支撑的薄膜，即为所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质。

2.根据权利要求1所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质，其特征在于，所述锂盐为双氟磺酸亚胺锂、双三氟甲基磺酸亚胺锂、高氯酸锂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质，其特征在于，所述有机溶剂为N,N二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、磷酸三乙酯、四氢呋喃中的至少一种。

4.根据权利要求1所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质，其特征在于，聚偏氟乙烯聚合物的分子量为30 90万。

~

5.权利要求1 4任一所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质的制备方法，其特征在~于，包括以下步骤：

（1）提供锂盐、有机溶剂、聚偏氟乙烯聚合物和二硒化钼；

（2）将锂盐、聚偏氟乙烯聚合物和二硒化钼溶解在有机溶剂中，充分络合获得浆料；

（3）将步骤（2）所得浆料制膜获得所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质，步骤（3）中制膜时，将浆料均匀流延到玻璃基底上，然后鼓风干燥，得到自支撑的薄膜，即为所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质。

6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，步骤（2）中络合时加热温度为40 60℃，~加热时间为6 8小时。

~

7.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，鼓风干燥时的温度为55 80℃，干燥时间~为12 18小时。

~

8.权利要求1 4任一所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质在制备锂电池中的应~用。

说明书

一种致密聚合物基固态锂电池用的电解质

技术领域

[0001] 本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种致密聚合物基固态锂电池用的电解质。

背景技术

[0002] 锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长等优点，已经被广泛应用于便携式电子设备、医疗电子设备和新能源汽车等领域。目前传统的锂离子电池材料体系基本上达到了能量密度极限，难以满足对储能器件轻量化、高能量等方面的日益追求。使用高能量密度正极材料和负极材料，是构筑高能量密度锂离子电池的可行路线。其中，高镍三元材料‑1 ‑1LiNi8Co1Mn1O（2 NCM811）和锂金属分别具有超过200 mAh g 和3860 mAh g 的理论容量，被认为是最有前途实现高能量密度的正极材料和负极材料之一。然而，他们匹配有机液态电解质制备的液态锂离子电池存在界面副反应严重、容量衰减快、循环寿命短等诸多缺点，严重限制了其实际应用。相比之下，固态电解质具有机械强度高、电化学稳定好等优点，用固态电解质去取代有机液态电解质，有望从根本上解决电池的安全性问题并提高电池的能量密度。

[0003] 在众多固态电解质体系中，聚合物电解质具有延展性好、界面接触性好、易于制备等优点，是研究最多的固态电解质之一。其中，聚偏氟乙烯（PVDF）基聚合物固态电解质由于‑4存在少量的N，N‑二甲基甲酰胺（DMF）溶剂残留，展现出了相对较高的室温离子电导率（10  ‑1
S cm ），能够满足固态电池室温运行的条件。然而，PVDF电解质面临着诸多问题。第一，在制备过程中溶剂和聚合物的相分离导致电解质呈现多孔结构，使得锂离子输运和锂沉积不均一，非常容易造成电池短路现象。第二，室温离子电导率还需要进一步提高，以满足实用化需求。第三，DMF的最高占据分子轨道（HOMO）能级较高，耐氧化能力差，在高电压下持续分解；其与锂金属存在自发的界面副反应，尤其是在高电流密度下副反应严重，造成PVDF基电解质的电化学稳定性有待提高。基于上述问题，用PVDF基固态电解质匹配NCM811正极和锂金属负极制备的全电池在长寿命、高电压、高倍率运行等方面亟需改善。

[0004] 目前，提高PVDF基固态电解质离子电导率和电化学稳定性的策略大致可以分为两类：（1）引入填料构筑复合固态电解质；（2）聚合物分子结构改性。在上述方法中，引入填料具有以下优势：（1）引入填料均匀分布在电解质本体的孔隙中，其与DMF溶剂存在一定的相互作用，能够改变溶剂的分布状态，进而提高电解质的电化学稳定性[Ke Yang, et al., “Stable Interface Chemistry and Multiple Ion Transport of Composite Electrolyte Contribute to Ultra‑long Cycling Solid‑State LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/Lithium Metal Batteries”, Angewandte Chemie International Edition (2021).]；
（2）利用填料与锂金属的化学反应，抑制DMF分解并原位构筑固态电解质界面膜（SEI），进而降低界面副反应[Likun Chen et al., “In situ construction of Li3N‑enriched interface enabling ultra‑stable solid‑state LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/lithium metal batteries”, Nano Energy (2022).]。因此，引入填料可以改善PVDF基固态电解质的电化学稳定性和界面稳定性，填料的性质起到了关键作用。然而，目前报道的填料与聚合物本体的相互作用力普遍较弱，导致制备的复合固态电解质依然不致密。此外，虽然活性填料自身具有一定的离子传导能力，可以提高电解质的离子电导率，但是PVDF电解质的溶剂化结构是核心因素，通过调控溶剂化结构提高离子电导率的方法一直被忽略。

发明内容

[0005] 本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种以二硒化钼为多功能填料的PVDF基复合固态电解质，以及制备方法和应用。

[0006] 一种致密聚合物基固态锂电池用的电解质，包括锂盐、聚偏氟乙烯聚合物，以及足够溶解所述聚偏氟乙烯聚合物的有机溶剂，电解质中还包括二硒化钼，

[0007] 聚偏氟乙烯聚合物与锂盐的质量比为1 1.5∶1；~

[0008] 二硒化钼与聚偏氟乙烯聚合物的质量比为0.10 0.20∶1。~

[0009] 本申请中，对于有机溶剂的量没有特定要求，只需有机溶剂充分溶解聚偏氟乙烯聚合物即可。比如，聚偏氟乙烯聚合物与有机溶剂的质量体积比为405mg∶5ml。

[0010] 优选的，所述锂盐为双氟磺酸亚胺锂、双三氟甲基磺酸亚胺锂、高氯酸锂中的至少一种。所述有机溶剂为N,N二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、磷酸三乙酯、四氢呋喃中的至少一种。聚偏氟乙烯聚合物的分子量为30 90万。~

[0011] 本发明又提供了所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质的制备方法，包括以下步骤：

[0012] （1）提供锂盐、有机溶剂、聚偏氟乙烯聚合物和二硒化钼；

[0013] （2）将锂盐、聚偏氟乙烯聚合物和二硒化钼溶解在有机溶剂中，充分络合获得浆料；

[0014] （3）将步骤（2）所得浆料制膜获得所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质。

[0015] 优选的，步骤（2）中络合时加热温度为40 60℃，加热时间为6 8小时。~ ~

[0016] 优选的，步骤（3）中制膜时，将浆料均匀流延到玻璃基底上，然后鼓风干燥，得到自支撑的薄膜，即为所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质。更优选的，鼓风干燥时的温度为55 80℃，干燥时间为12 18小时。~ ~

[0017] 本申请中有机溶剂在步骤（3）制膜过程中，干燥时大部分会被去除，但不能完全去除，部分和锂盐结合比较强的有机溶剂会残留下来。本发明还提供了所述致密聚合物基固态锂电池用的电解质在制备锂电池中的应用。

[0018] 本发明有益效果：

[0019] 经过测试表明，本发明制备的PVDF基固态电解质以二硒化钼为填料，固态电解质的致密化程度明显提高，β相PVDF的含量由40%提高到64%，电解质的介电常数由9.8提高到‑4 ‑1 ‑4 ‑121.1，电解质的离子电导率由2.1×10  S cm 提高到6.4×10  S cm ，离子迁移活化能由
0.26 eV降低到0.07 eV，耐氧化窗口从4.3 V提高到4.7 V。

[0020] 同时，二硒化钼能够与锂金属发生原位反应，在固体电解质界面膜（SEI）中产生硒化锂，硒化锂具有较强的离子迁移能力，能够增强界面离子迁移动力学，并抑制DMF在界面处的分解，增强电解质的电化学稳定性和锂金属相容性，达到全电池在高倍率下的稳定性。

[0021] 区别于以往复杂的填料、以及高成本低效率的填料制备方法，本发明制备的固态电解质成本较低、工艺简单，适合放大化生产，具有较强的适配性和普适性，而且能够实现以NCM811为正极、锂金属为负极制备的全电池在高倍率3C、高充电截止电压4.5V、甚至宽温度范围‑20 45℃下的长效稳定循环。~

附图说明

[0022] 图1为实施例1制备的电解质的扫描电子显微镜照片。

[0023] 图2为实施例2制备的电解质的扫描电子显微镜照片（图2中（a））及局部放大扫描电子显微镜照片（图2中（b））。

[0024] 图3为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的电解质的傅里叶变换红外光谱图。

[0025] 图4为实施例1（图4中（a））、实施例2（图4中（b））制备的电解质在不同温度下的介电常数测试曲线。

[0026] 图5为实施例1、实施例2制备的电解质的电化学窗口测试曲线。

[0027] 图6为实施例1（图6中（a））、实施例2（图6中（b））制备的电解质的拉曼光谱测试曲线。

[0028] 图7为实施例1、实施例2制备的电解质在不同温度下的离子电导率测试结果。

[0029] 图8为实施例2制备的电解质在循环后锂金属的冷冻透射电子显微镜照片，其中，图8中（a）为高分辨冷冻透射电子显微镜照片，图8中（b）为图8中（a）区域的快速傅里叶变换。

[0030] 图9为实施例1、实施例2制备的电解质组装的扣式电池临界电流密度测试曲线图。

[0031] 图10为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的电解质组装成纽扣电池在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C倍率下的倍率性能测试结果图。

[0032] 图11为实施例1、实施例2制备的电解质组装成纽扣电池在2C倍率下的循环性能测试结果图。

[0033] 图12为实施例1、实施例2制备的电解质组装成纽扣电池在3C倍率下的循环性能测试结果图。

[0034] 图13为实施例1、实施例2制备的电解质组装成纽扣电池在2C倍率下的循环性能测试结果图。

[0035] 图14为实施例1（图14中（b））、实施例2（图14中（a））制备的电解质组装成纽扣电池在2C倍率下的循环性能测试结果图。

[0036] 图15为实施例2制备的电解质组装成纽扣电池在0.1C倍率下的循环性能测试结果图。

具体实施方式

实施例1

[0037] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI（双氟磺酰亚胺锂）置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF（N,N‑二甲基甲酰胺）、405 mg PVDF（聚偏氟乙烯，分子量30万）在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例2

[0038] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片（厂家：上海阿拉丁生化科技股份有限公司，货号：M196231‑5g，CAS：12058‑18‑3）在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。
实施例3

[0039] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、40 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例4

[0040] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、80 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例5

[0041] 在氩气气氛下称取405 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例6

[0042] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于70℃鼓风烘箱中干燥15小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例7

[0043] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于80℃鼓风烘箱中干燥12小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例8

[0044] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，60℃加热搅拌6 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于70℃鼓风烘箱中干燥15小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例9

[0045] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量40万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例10

[0046] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量53.4万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。
实施例11

[0047] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量90万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例12

[0048] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMAc（二甲基乙酰胺）、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。
实施例13

[0049] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL DMSO（二甲基亚砜）、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。
实施例14

[0050] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL TEP（磷酸三乙酯）、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例15

[0051] 在氩气气氛下称取270 mg LiFSI置于搅拌瓶中，加入5 mL THF（四氢呋喃）、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。实施例16

[0052] 在氩气气氛下称取270 mg LiTFSI（双三氟甲基磺酸亚胺锂）置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiTFSI和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。
实施例17

[0053] 在氩气气氛下称取270 mg LiClO（4 高氯酸锂）置于搅拌瓶中，加入5 mL DMF、405 mg PVDF（分子量30万）、60 mg二硒化钼纳米片在小型搅拌器上搅拌，40℃加热搅拌8 h，至LiClO4和PVDF完全溶解得到均匀的透明浆料。将浆料流延至玻璃基底上，置于55℃鼓风烘箱中干燥18小时，得到白色固态电解质膜，冲裁至合适大小，惰性气氛干燥保存留待使用。

[0054] 检测例1

[0055] 采用扫描电子显微镜（SEM，HITACH S4800）分别对实施例1及实施例2制备的电解质进行形貌分析，设置电压为5 kV。结果如图1和图2所示，图1中改性前的电解质为非致密多孔结构；图2中（a）可以看出改性后的电解质在形貌上发生了明显变化，由多孔结构变成致密结构，其中更大放大倍数的图2中（b）展示出二硒化钼和PVDF的吸附力较强，说明二者之间有较强的相互作用。说明加入二硒化钼能够获得致密的固态电解质膜。

[0056] 图3为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的电解质的傅里叶变换红外光谱图，图中说明β相PVDF的比例分别为40%、64%、52%、77%，说明加入二硒化钼能够诱导PVDF发生相变，使得高极性β相PVDF的比例增多。

[0057] 图4为实施例1、实施例2制备的电解质的介电常数测试曲线。图4中（a）为实施例1制备的电解质的不同温度下介电常数测试曲线，图4中（b）为实施例2制备的电解质的不同温度下介电常数测试曲线。图中说明高极性β相PVDF的比例增多，使得电解质本身的介电常数从9.8提高到21.1。

[0058] 图5为实施例1、实施例2制备的电解质的耐氧化窗口测试曲线。图中表明加入二硒化钼使得电解质的耐氧化电位从4.3 V提高到4.7 V，有利于抑制电解质在高电压下的氧化分解。

[0059] 检测例2

[0060] 采用显微激光共聚焦拉曼光谱仪（Raman，MDTC‑EQ‑M15‑01）分别对实施例1和实施例2制备的电解质进行拉曼分析。结果如图6所示，电解质介电常数的提高调控了溶剂化结构产生了更多的自由阴离子和接触离子对，离子聚集体的数量减少，有利于提高离子电导率、降低离子迁移活化能。图中说明加入二硒化钼能够调控溶剂化结构产生了更多的自由阴离子和接触离子对，离子聚集体的数量减少。

[0061] 图7为实施例1、实施例2制备的电解质在不同温度下的离子电导率测试结果。从中‑4 ‑1 ‑4 ‑1可以看出加入二硒化钼使得室温离子电导率从2.1×10  S cm 提高到6.4×10  S cm ，离子迁移活化能从0.26 eV降低到0.07 eV，大幅提高了电解质的离子迁移能力。

[0062] 检测例3

[0063] 以实施例2制备的固态电解质膜为电解质，以锂金属为负极、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）为正极组装纽扣电池，在2C倍率下进行循环。采用冷冻透射电子显微镜（Cryo‑TEM，FEI Talos‑S）对循环后的锂金属表面进行形貌和结构分析。结果如图8所示，说明二硒化钼和锂金属原位反应可以生成硒化锂，而硒化锂作为一种离子导体，能够显著增强固态电解质的界面离子迁移动力学，有利于维持电池在高电流密度下的稳定性。图9为实施例1、实施例2制备的电解质组装的扣式电池临界电流密度测试曲线图，图中说明加入二硒化钼‑2 ‑2使得固态电解质的临界电流密度从0.8 mA cm 提高到2.3 mA cm 。

[0064] 检测例4

[0065] 1、极片制备。

[0066] 常规正极片的制备，采用浆料涂覆的方法。将正极活性材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）层状氧化物（品牌：Canrd（科路得），货号：MA‑EN‑CA‑0B0207）、导电剂Super P（品牌：Canrd（科路得），货号：MA‑EN‑CO‑010212，CAS：1333‑86‑4）和粘结剂PVDF（厂家：Arkema Kynar，型号：HSV900，CAS：24937‑79‑9）以80∶10∶10的质量比通过高速震动混料机混合均匀后，加入2.70 2.75 mL N‑甲基‑2‑吡咯烷酮（NMP）（品牌：Canrd（科路得），货号：MA‑EN‑OT‑~01031A，CAS：872‑50‑4）溶剂，搅拌8小时，直至浆料完全混合均匀。用涂覆机将获得的浆料涂覆在厚度为0.01毫米的铝箔上，再将电极片转移至鼓风干燥箱中70℃干燥4小时。接着，将电极极片继续放入真空干燥箱内110℃下真空干燥12小时，除去NMP和水分。最后将烘干后的极片在电动对辊机上压实放入手套箱中保存待用。正极片的活性物质负载量为1 2 mg ~
‑2
cm 。

[0067] 锂负极片先由塑料刮刀将其表面钝化物刮除，直至表面显示金属光泽后再进行极片裁切。

[0068] 2、电池装配。

[0069] 纽扣电池组装采用2032型扣式电池壳。扣式电池主要由正极壳、负极壳、正极片、负极片、固态电解质，不锈钢弹簧片以及不锈钢垫片组成。在组装前，分别将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中制备好的电解质通过手动切片机裁切成直径19毫米的圆形极片。按照正极壳/不锈钢垫片/正极片/电解质/负极片/不锈钢垫片/不锈钢弹簧片/负极壳的顺序组装成扣式电池。整个组装过程均在氩气手套箱中进行。

[0070] 3、电池测试。

[0071] 采用蓝电（LANHE）电池测试系统（CT2001A）对组装好的纽扣电池进行恒电流循环测试。测试条件为：（1）充放电电压范围为2.8 4.3/4.5 V；（2）充放电电流为：a. 长循环性~能测试：以0.1C倍率活化3圈后，再以2C倍率继续充放电，测试其循环性能；b. 倍率性能测试：以0.1C倍率活化3圈后，再分别以更大的倍率，例如0.2C、0.5C、1C、2C、5C等倍率测试其倍率性能；（3）测试温度：25℃（室温）/‑20℃/45℃。

[0072] 分别以实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的固态电解质膜为电解质，以锂金属为负极、NCM811为正极组装的纽扣电池，在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C倍率下的倍率性能测试，2.8 4.3 V电压区间，25℃条件下的电池倍率性能测试如图10所示，从中可以看到~在相同倍率下，采用实施例2、实施例3、实施例4制备的电解质组装的电池放电容量均高于采用实施例1制备的电解质组装的电池，表明加入二硒化钼能够提高电解质的离子迁移能力，有利于正极发挥容量。

[0073] 分别以实施例1、实施例2制备的固态电解质膜为电解质，以锂金属为负极、NCM811为正极组装的纽扣电池，在2C倍率下的循环性能测试，2.8 4.3 V电压区间，25℃条件下的~电池循环性能测试如图11所示，图中说明实施例2制备的电解质组装的电池循环寿命达到
2000次，而实施例1制备的电解质组装的电池循环340次后发生短路；采用实施例1制备的电解质组装的电池在电化学循环性能测试过程中的库伦效率明显高于采用实施例2制备的电解质组装的电池，曲线走势一致，表明改性后电解质的界面副反应减少，电化学稳定性提高。

[0074] 分别以实施例1、实施例2制备的固态电解质膜为电解质，以锂金属为负极、NCM811为正极组装的纽扣电池，在3C倍率下的循环性能测试，2.8 4.3 V电压区间，25℃条件下的~电池高倍率循环性能测试如图12所示，图中说明采用实施例2制备的电解质组装的电池循环寿命达到2000次，而采用实施例1制备的电解质组装的电池循环390次后发生短路。

[0075] 分别以实施例1、实施例2制备的固态电解质膜为电解质，以锂金属为负极、NCM811为正极组装的纽扣电池，在2C倍率下的循环性能测试，2.8 4.3 V电压区间，45℃高温条件~下的电池长循环性能测试如图13所示，图中说明采用实施例2制备的电解质组装的电池循环寿命达到660次，容量保持率达到85.7%，而采用实施例1制备的电解质组装的电池循环
100次后发生容量快速衰减。表明复合电解质可以明显抑制高温下溶剂的分解，增强高温下电池的循环稳定性。

[0076] 分别以实施例1、实施例2制备的固态电解质膜为电解质，以锂金属为负极、NCM811为正极组装的纽扣电池，在2C倍率下的循环性能测试，2.8 4.5 V电压区间，25℃条件下的~电池高倍率循环性能测试如图14所示，图中说明采用实施例2制备的电解质组装的电池循环寿命达到600次，容量保持率达到77.8%，而采用实施例1制备的电解质组装的电池在首圈发生过充现象。表明实施例2制备的复合电解质具有较高的耐氧化能力。

[0077] 以实施例2制备的固态电解质膜为电解质，以锂金属为负极、NCM811为正极组装的纽扣电池，在0.1C倍率下的循环性能测试，2.8 4.3 V电压区间，‑20℃高温条件下的电池长~循环性能测试如图15所示，图中说明复合电解质具有优异的离子传导能力，使得固态电池在低温下稳定循环150次。