[發明專利]一種圓柱形的混合固液鋰離子電池的制備方法

在審

• 申請號: 201910005909.9
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN109698384A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 汪亞萍;劉昌丹;張果;趙啟榮;李孟懷;樂超;劉云峰
• 申請（專利權）人: 天臣新能源研究南京有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 印蘇華

本發明涉及電池制備技術領域，涉及一種圓柱形的混合固液鋰離子電池的制備方法，包括采用提拉法在PE膜兩面涂覆均勻復合體系電解質溶膠，采用制備工藝成熟的多孔PE膜作為支撐體，在PE膜（即支撐膜）兩面涂覆電解質溶膠，通過高溫熱處理，制備成PE膜?凝膠復合電解質膜，提高了PE膜的強度，使其具有良好的鋰離子傳導性能，并能與正極/負極極片具有較好的界面結合性能。

技術領域

本發明涉及電池制備技術領域，涉及一種圓柱形的混合固液鋰離子電池的制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為主要電源，在便攜式移動設備、汽車動力、大型儲能裝置等領域具有廣泛的應用。隨著應用領域和數量的普及，人們對鋰離子電池的比容量、比功率和安全性的要求越來越高。

目前市場上常用的鋰離子電池多采用液態的電解液，電解液在鋰離子電池中主要扮演充放電過程中鋰離子傳導的角色。鋰離子的液態電解質都含有低閃點、低燃點的有機溶劑，易燃易爆，電池在短路、過充、受熱、受猛烈撞擊等極端情況下極易起火燃燒甚至爆炸，從而給鋰離子電池的生產、運輸和使用帶來了安全隱患，也嚴重地制約了其在某些領域特別是在電動汽車領域的推廣應用。

固態鋰離子電池因其重量輕、體積小、能量密度高、安全性高等優勢受到愈來愈廣泛的關注。固態鋰離子電池的工作原理與傳統的鋰離子電池基本相似，不同之處在于，固態鋰離子電池采用固態鋰離子導體作為電解質，能夠規避有機電解液在高工作溫度下發生不穩定分解而引發的一系列使用性和安全性的問題。另外，固態電解質往往具有高的強度，可以有效抑制電池在充放電過程中鋰枝晶生長帶來的內部短路問題。但是，固態電池技術的研究面臨諸多困難，包括鋰離子導電性能不理想，與正負極接觸界面電阻大等。

凝膠態電解質是一種半固態的聚合物電解質，其中電解液的含量較高（>15wt%）。凝膠電解質通常采用聚合物作為骨架，將電解液禁錮在其骨架中，形成一種介于液體和固體之間的物質形態。凝膠電解質由于其電解液的含量較高，在電池受到擠壓或者碰撞時，出現漏液、易燃和爆炸等問題的可能性很大。并且，凝膠態電解質的機械性能較差，對鋰支晶的生長沒有顯著的抑制作用。

全固態電解質是指完全固態的聚合物、氧化物、硫化物等鋰離子導體材料。目前，全固態電解質的發展受限于四個方面的問題：（1）聚合物和氧化物固態電解質的離子導電性能不理想（約為10^-5-10^-4S·cm^-1），（2）硫化物電解質的導電性能良好（10^-2S·cm^-1），但是材料穩定性特別差，在空氣環境中容易發生分解，（3）固態電解質與正負極活性物質的界面浸潤性較差，導致界面極化電阻高，（4）一體化的全固態薄膜電池在導電性能和界面性能的問題有所緩解，但是，氧化物薄膜電解質的制備成本太高，而且電池容量很小，不利于大規模應用。綜合以上，采用固態電解質雖然可以顯著提高電池的安全性能，但是，固態電解質材料的這些問題使得固態電池的循環性能、倍率性能受到限制。

發明內容

為了解決現有聚合物和氧化物固態電解質的離子導電性能不理想的問題，本發明提供一種圓柱形的混合固液鋰離子電池的制備方法。

本發明的實施例是這樣實現的：一種圓柱形的混合固液鋰離子電池的制備方法，包括如下步驟，

步驟一、將聚合物、導電鋰鹽、離子液體和增塑劑混合攪拌制成透明溶膠，將透明溶膠與鋰離子導電粉體（氧化物或者硫化物等快鋰離子導體）混合攪拌均勻，形成復合體系電解質溶膠，并測試其粘度；

步驟二、將正極活性材料、導電劑、粘結劑、以及用于溶解高分子聚合物和鋰鹽的溶劑混合后攪拌均勻，制備正極漿料，其中溶劑不與高分子聚合物和鋰鹽發生反應，將步驟一中的復合體系電解質溶膠與正極漿料混合，充分攪拌以確保復合體系電解質溶膠均勻分散在正極漿料中，真空除泡后得到正極復合漿料，將正極復合漿料涂布在鋁箔上，經過烘干、輥壓后得到正極極片；