[發明專利]鋰海水電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710195949.5
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106935743B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 王琿;謝凱;韓喻;鄭春滿;朱宇豪;王丹琴;謝威
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H01M2/08
• 分類號: H01M2/08;H01M6/34;H01M6/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;何文紅

1.一種鋰海水電池，其特征在于，包括鋰保護負極；所述鋰保護負極由鋰片、隔膜、鋰離子固體電解質片封入鋁塑封裝袋中制成，所述隔膜中浸潤有電解液；所述鋁塑封裝袋上設有窗口；所述鋰離子固體電解質片通過封裝膠將所述鋁塑封裝袋上的窗口密封；所述封裝膠為高密度聚乙烯極耳膠或高密度聚乙烯/聚丙烯復合極耳膠；所述高密度聚乙烯/聚丙烯復合極耳膠由高密度聚乙烯極耳膠和高密度聚丙烯極耳膠組成，以所述高密度聚丙烯極耳膠為中間結構支撐層，以所述高密度聚乙烯極耳膠為粘結層設于所述中間結構支撐層兩側構成三層夾心結構；所述高密度聚乙烯極耳膠的密度為0.94 g/cm³～0.98 g/cm³；所述高密度聚丙烯極耳膠的密度為0.90 g/cm³～0.93 g/cm³。

2.根據權利要求1所述的鋰海水電池，其特征在于，所述鋁塑封裝袋中，所述鋰離子固體電解質片、所述隔膜和所述鋰片以疊片形式排列，所述鋰離子固體電解質片與所述鋰片之間以所述隔膜隔開。

3.根據權利要求2所述的鋰海水電池，其特征在于，所述鋁塑封裝袋由鋁塑封裝膜制成；所述鋁塑封裝膜為昭和鋁塑膜CPP30、昭和鋁塑膜CPP40、昭和鋁塑膜CPP80；

和/或，所述鋰離子固體電解質片由Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃玻璃-陶瓷材料或Li_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃玻璃-陶瓷材料制成，其中0.1≤x≤0.6；

和/或，所述隔膜為聚烯烴微孔膜；

和/或，所述電解液為鋰鹽和有機溶劑的復合溶液；所述電解液中鋰鹽的濃度為0.5mol/L～1.2mol/L。

4.根據權利要求3所述的鋰海水電池，其特征在于，所述鋰離子固體電解質片由Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃玻璃-陶瓷材料或Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃玻璃-陶瓷材料制成；所述隔膜的厚度≤40 μm；所述鋰鹽為LiClO₄、LiPF₆中的一種或兩種；所述有機溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一種或多種。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的鋰海水電池，其特征在于，所述鋰海水電池還包括海水正極；所述海水正極為泡沫鎳；所述泡沫鎳的厚度≤1mm；所述泡沫鎳的密度為350g/m²～400 g/m²。

6.一種如權利要求1～5中任一項所述的鋰海水電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將封裝膠與鋰離子固體電解質片進行熱貼合，得到貼有封裝膠的鋰離子固體電解質片；

S2、將鋁塑封裝膜開孔形成窗口，與步驟S1中貼有封裝膠的鋰離子固體電解質片貼合，通過熱壓使鋰離子固體電解質片通過封裝膠將鋁塑封裝膜上的窗口密封，依次放入隔膜、鋰片，所述鋰離子固體電解質片、隔膜和鋰片以疊片形式排列，加入電解液，浸潤隔膜，將鋁塑封裝膜對折、封邊，制成鋁塑封裝袋，真空封裝，得到鋰保護負極；

S3、完成對鋰海水電池的制備。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述熱貼合的溫度為160℃～180℃；所述熱貼合的時間為10 min～20 min。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述熱壓的溫度為180℃～200℃；所述熱壓的壓強為1.3 kPa～3.0 kPa；所述熱壓的時間為5 min～10 min。