[發明專利]鋰離子電池凝膠電解質及含有該凝膠電解質的鋰離子電池的制備方法

有效

• 申請號: 201210276094.6
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102903953A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 游從輝;江輝;俢倩;孫成棟;鄭義
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

1.一種鋰離子電池凝膠電解質，包括液態電解質、聚合物組分和引發劑，其特征在于：所述聚合物組分同時含有A、B、C三類分子，其中A類分子為高液態電解質吸附能力聚合物，B類分子為不超過兩個反應活性官能團的聚合物單體，C類分子為三個及以上反應活性官能團的聚合物單體。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述聚合物組分占整個凝膠電解質的質量分數為0.2~30%。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述A類分子的吸液體積為其本身體積的1.2-1000倍，優選為2-100倍。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述A類分子包括PMMA、PVDF、SBR、CMC、PAN中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述B類分子包括甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰嗎啉、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、正丙烯酸己酯、2-丙烯酸環己酯、丙烯酸十二酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述C類分子為含有三個、四個或五個反應活性官能團的聚合物單體。

7.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述C類分子為乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇丙烯酸酯、雙-三羥基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三（2-羥乙基）異氰脲酸三丙烯酸酯三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一種。

8.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述液態電解質包括溶劑、添加劑以及鋰鹽三個組分。

9.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述引發劑占整個凝膠電解質的質量分數為0.001~5%，包括有機過氧化物引發劑、無機過氧化物引發劑、偶氮類引發劑、氧化還原類引發劑中的至少一類。

10.根據權利要求1所述的鋰離子電池凝膠電解質，其特征在于：所述引發劑包括異丙苯過氧化氫、特丁基過氧化氫、過氧化二異丙苯、過氧化二特丁基、過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰、過氧化苯甲酸特丁酯、過氧化特戊酸特丁酯、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環己酯中的至少一種。

11.一種含有權利要求1至10中任一項所述的凝膠電解質的鋰離子電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，配制凝膠電解質：將液態電解質與A類分子、B類分子以及C類分子混合均勻，在使用前一個月時間內加入引發劑制得凝膠電解質；

步驟二，制備待注液電芯：將陰極膜片、陽極膜片以及隔離膜組裝成裸電芯，之后入殼/袋，烘烤，得到待注液電芯；

步驟三，凝膠：將凝膠電解質注入電芯后封口，待其充分浸潤膜片后，將電芯置于20-150℃環境下促使引發劑引發單體聚合；

步驟四，制備成型電芯：依次進行化成、整形、除氣工序，制備得到成型后的電芯。

12.根據權利要求11所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于：所述A、B、C類分子分別占整個凝膠電解質的質量分數為0.05~20%。

13.根據權利要求11所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于：所述步驟三中的引發溫度優選為35-100℃。

14.根據權利要求11所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于：在步驟三的引發反應過程中，可在電芯表面施加0.001~10MPa的壓強。

15.根據權利要求11所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于：所述步驟三中的凝膠過程可在步驟四的化成工序后進行。

16.根據權利要求11所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于：所述步驟三中的聚合引發方式為光引發。

17.根據權利要求11所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于：將步驟一配制的凝膠電解質涂覆于陰陽極膜片表面，之后再卷繞、入殼（袋）、熱壓、化成、除氣制得成型電芯。