[發明專利]一種應用于柔性固態鋰電池的正極極片及其制備方法

有效

• 申請號: 201710953205.5
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107706352B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 馮玉川;李崢;何泓材;何朝凌;楊帆;南策文
• 申請（專利權）人: 清陶（昆山）能源發展有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/136;H01M4/1391;H01M4/1397;H01M4/36;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了本發明一種應用于柔性固態鋰電池的正極極片，其特征在于：此正極極片由以下材料制成，包括：活性物質，快離子導體，導電劑，成膜劑，鋰鹽以及溶劑，本發明還公開了漿料制備、涂布烘烤、集流體制備、保存。本發明所達到的技術效果是：按照上述方法所制備的極片，可自支撐成膜具有很好的柔性，同時快離子導體、和成膜劑混合的鋰鹽均勻分散在極片中，能夠很好的提供鋰離子通道，使極片在不需要電解液的情況下就有很好的離子導電性能，因此這種極片適合應用于固態鋰離子電池中。

技術領域

本發明涉及新能源鋰電領域，涉及一種應用于柔性固態鋰電池的正極極片，尤其涉及一種應用于柔性固態鋰電池的正極極片的制備方法。

背景技術

近年來智能終端設備不斷發展，更新換代的速度越來越快，器件和設備的柔性化一直是產品開發人員和消費者所共同追求的目標，在柔性顯示、和柔性可穿戴設備領域近年來取得了不小的技術進步，然而伴隨柔性設備的柔性電池一直未能真正的實現柔性化，這極大了限制了柔性產品的開發。鋰離子二次電池因其具有可充電、能量密度高、壽命長等優點而被廣泛應用，但是柔性鋰離子二次電池仍然沒有成功的產品開發出來。其中一個最主要的原因就是目前還沒有制備出具有很好柔性的正極極片，傳統的正極極片在彎折、扭曲過程中活性物質極易從集流體上剝落，這樣導致了電池在彎折、扭曲后性能急劇下降，甚至會產生安全問題。

固態鋰離子電池相比于傳統的液態鋰離子電池由于采用了固態電解質代替電解液，更安全，能量密度更高，同時由于固態電解質可以是具有柔韌性非常好的聚合物膜，因而具有可柔性化的特點。目前固態柔性電池一般是采用在柔性基材上依次鍍上正極材料、電解質材料和負極材料這種鍍膜的方式制備，這樣制備的電池雖然具有一定的柔性，但是容量小，而且成本偏高。要想制備出大容量、低成本的柔性固態電池，柔性極片的制備是關鍵。

發明內容

本發明的目的是：針對上述不足，提供一種應用于柔性固態鋰電池的正極極片及其制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種應用于柔性固態鋰電池的正極極片，此正極極片由以下材料制成，包括：活性物質，快離子導體，導電劑，成膜劑，鋰鹽以及溶劑。

所述活性物質為鈷酸鋰，磷酸亞鐵鋰，三元正極材料中的一種，其質量占比為80％-95％。

所述快離子導體為鋰鑭鋯氧，鋰鑭鋯鉭氧，鋰鑭鈦氧，摻鋁的鋰鑭鈦氧等無機快離子導體材料中的一種，粉體粒徑為0.3微米～1微米，質量占比為1％-5％。

所述導電劑為乙炔黑，碳纖維，碳納米管，石墨烯其中的一種或者幾種的混合物，質量占比為1％-5％。

所述成膜劑為聚氧化乙烯，聚偏氟乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或其中兩種按比例的混合物，質量占比為1％-10％。

所述鋰鹽為Li-TFSI，LiClO4，LiPF6，LiBO4，LiAsF6中的一種，質量占比為1％-8％。

所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮溶劑，其中溶劑中由活性物質，快離子導體，導電劑，成膜劑組成的固體材料占比為30％-50％。

一種應用于柔性固態鋰電池的正極極片的制備方法，其特征在于：

步驟一、漿料制備：將成膜劑溶入到溶劑中，進行攪拌溶解，待其溶解后，加入導電劑，進行攪拌分散后，加入快離子導體繼續進行分散攪拌，分散均勻以后加入活性物質，再進行充分攪拌，之后將得到的漿料再加入剩余的溶劑中，調節其固體含量的質量比為30％-50％，黏度為10000，最后加入鋰鹽進行攪拌；

步驟二、涂布烘烤：將制備好的漿料進行涂布，涂布基材選擇離型膜，涂布環境控制濕度露點在-20°以下，然后經過烘烤成膜，烘烤分為80℃烘烤、110℃烘烤，130℃烘烤，80℃四個階段進行烘烤，烘烤時間分別為1min，3min，5min和3min；