[發(fā)明專利]一種準(zhǔn)固態(tài)鋰電池及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911110560.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN110808408B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝健;孫秋實(shí);趙新兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/0562
• 分類號(hào): H01M10/0562;H01M10/42
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所(普通合伙) 33216
• 代理人: 牛世靜

1.一種準(zhǔn)固態(tài)鋰電池，包括負(fù)極、正極和隔膜，其特征在于，還包括彌散于所述負(fù)極、所述正極與所述隔膜三者表面與三者空隙間的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)；

所述準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)包括聚合物相，和分散在所述聚合物相內(nèi)的陶瓷電解質(zhì)、鋰鹽與阻燃性有機(jī)溶劑；

所述聚合物相由復(fù)合的丙烯酸酯類單體經(jīng)原位聚合而成；

所述復(fù)合的丙烯酸酯類單體包括星狀丙烯酸酯類單體和鏈狀丙烯酸酯類單體；

所述星狀丙烯酸酯類單體選自丙烯酸與多羥基化合物酯化得到的丙烯酸酯類單體，酯化基團(tuán)≥3；

所述鏈狀丙烯酸酯類單體的數(shù)均分子量不低于200g/mol；

所述陶瓷電解質(zhì)選自NASICON型氧化物，結(jié)構(gòu)通式為L(zhǎng)i_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃，式中，0.1≤x≤0.5，M選自Ti、Ge或Zr；所述陶瓷電解質(zhì)的顆粒尺寸為30～50nm；

所述鋰鹽選自含氟鋰鹽和含硼鋰鹽；

所述阻燃性有機(jī)溶劑選自氟化碳酸酯類化合物、磷酸酯類化合物和氟化醚類化合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)固態(tài)鋰電池，其特征在于：

所述星狀丙烯酸酯類單體和鏈狀丙烯酸酯類單體的摩爾比為1：5～20。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)固態(tài)鋰電池，其特征在于，所述含氟鋰鹽和含硼鋰鹽的摩爾比為5：95～95：5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)固態(tài)鋰電池，其特征在于，所述氟化碳酸酯類化合物、磷酸酯類化合物和氟化醚類化合物的體積比為1：0.5～2：0.5～2。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1～4任一權(quán)利要求所述的準(zhǔn)固態(tài)鋰電池的制備方法，其特征在于，包括：

1)將復(fù)合的丙烯酸酯類單體、陶瓷電解質(zhì)、鋰鹽與阻燃性有機(jī)溶劑混合，混合均勻后得到準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)前驅(qū)體，待用；

2)將負(fù)極、正極、隔膜與步驟1)制備的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)前驅(qū)體組裝成液態(tài)電池，再加入引發(fā)劑，經(jīng)原位聚合反應(yīng)，制備得到準(zhǔn)固態(tài)鋰電池。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的準(zhǔn)固態(tài)鋰電池的制備方法，其特征在于，步驟1)中：

所述復(fù)合的丙烯酸酯類單體、陶瓷電解質(zhì)、鋰鹽的重量比為1：0.1～10：0.1～1；

所述阻燃性有機(jī)溶劑中，鋰鹽的濃度為0.5～2mol/L；

步驟2)中：

所述正極的活性材料選自含鋰氧化物；

所述隔膜的材質(zhì)選自聚丙烯膜類、無紡布類或玻璃纖維類；

所述負(fù)極的活性材料選自金屬鋰、鋰合金、碳材料、硅材料、硅碳復(fù)合材料、鈦酸鋰中的至少一種；

所述引發(fā)劑選自偶氮類引發(fā)劑；

所述引發(fā)劑與所述復(fù)合的丙烯酸酯類單體的重量比為0.5～5：100。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的準(zhǔn)固態(tài)鋰電池的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述原位聚合反應(yīng)的溫度為50～70℃，時(shí)間為20～40min。