[發明專利]一種混合固液電解質鋰蓄電池

在審

• 申請號: 201910184464.5
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109768318A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 許曉雄;丁超;張永龍;張贊贊
• 申請（專利權）人: 浙江鋒鋰新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M10/0562;H01M10/0565;H01M10/0567;H01M10/058
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本發明屬于固態鋰蓄電池技術領域，特別公開了一種混合固液電解質鋰蓄電池，所述鋰蓄電池包括正極片、負極片以及設置于正極片與負極片之間的復合固態電解質片，所述復合固態電解質片包括固態電解質核心層和設置于固態電解質核心層兩側的緩沖膠層；所述固態電解質核心層主要由核心層無機固態電解質、電解質聚合物和電解質添加劑混合而成，所述緩沖膠層主要由緩沖膠層無機固態電解質、緩沖膠層鋰鹽、緩沖膠層添加劑混合而成。本發明的鋰蓄電池在制備時將共擠出技術和輥壓技術相結合，實現一次加工成型，具有生產效率高、操作簡便的特點，制得的鋰蓄電池具有相對較高的電循環性能和安全性能。

技術領域

本發明屬于鋰蓄電池技術領域，特別涉及一種混合固液電解質鋰蓄電池。

背景技術

在混合固液電解質鋰蓄電池中，固態電解質為主要電解質成分，液態電解質則對固態電解質加以輔助，和傳統的液態鋰蓄電池相比，混合固液電解質鋰蓄電池具有能量密度高、機械性能好、安全性好等優點。使用混合固液電解質后，鋰蓄電池可以直接使用金屬鋰來做負極，使電池能量密度明顯提高，同時固態電解質膜也可以抑制鋰枝晶的生成，使得鋰蓄電池的安全性能獲得顯著提升。

目前，主要有三個類別的固態電解質：①有機聚合物電解質，②無機固態電解質，③有機聚合物電解質與無機固態電解質復合而成的復合電解質。

有機聚合物電解質的電池易加工，可以沿用現有的鋰離子電池工藝，但是其室溫電導率低。無機固體電解質的室溫電導率雖然較高，但是其材料成本較高，且電池工藝復雜，需要開發很多全新的電池生產設備，導致成本進一步升高。

相對于前面兩類固態電解質，復合電解質具備有機聚合物電解質的易加工性能，并可一定程度上提高室溫電導率，但是其機械強度差，容易導致膜容易破裂而造成電池短路。為此，人們通常在將復合電解質與正極材料之間涂覆有由PP、PE等聚合物制成的隔膜，以保證鋰蓄電池中正負極的隔斷，同時為復合電解質膜提供良好的支撐作用，保證鋰蓄電池的安全性。

然而，雖然隔膜具有良好的支撐作用，但若是隔膜被鋼針等異物刺穿或撞擊而出現破裂，鋰蓄電池中的液態電解質會對隔膜破裂的部位加以填充，使得鋰蓄電池內部的正極和負極相互接通，導致鋰蓄電池的短路，由此該鋰蓄電池存在一定的安全隱患。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種混合固液電解質鋰蓄電池，該鋰蓄電池中省去了隔膜，仍具有良好的機械強度，保證其優異的電循環性能，同時具有較高的安全性。該鋰蓄電池通過擠出技術實現鋰蓄電池的一次成型，操作簡便，提高了鋰蓄電池的生產效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種混合固液電解質鋰蓄電池，包括正極片、負極片以及設置于正極片與負極片之間的復合固態電解質片，所述復合固態電解質片包括固態電解質核心層、設置于固態電解質核心層朝向正極片一側的第一緩沖膠層和設置于固態電解質核心層朝向負極片一側的第二緩沖膠層；所述固態電解質核心層主要由核心層無機固態電解質、電解質聚合物和電解質添加劑混合而成；所述第一緩沖膠層和第二緩沖膠層主要包括緩沖膠層無機固態電解質、緩沖膠層鋰鹽、緩沖膠層添加劑中的一種或多種的混合物，且第一緩沖膠層或第二緩沖膠層的重量占復合固態電解質片的重量的5％-70％。

通過采用上述技術方案，固態電解質核心層中，核心層無機固態電解質保證了復合固態電解質片優良的室溫電導率，電解質聚合物在電解質添加劑的作用下均勻混合于核心層無機固態電解質中，而聚合物本身具有良好的機械強度和熱熔性，以此能夠在一定程度上能夠改善核心層無機固態電解質自身以及其與第一緩沖膠層以及第二緩沖膠層之間的粘性，同時為核心層無機固態電解質提供良好的支撐作用，使得固態電解質核心層具有優良的機械強度，以此保證鋰蓄電池優異的電循環性能。