[發(fā)明專利]一種原位聚合電解液、采用其制備原位全固態(tài)電池的方法及原位全固態(tài)電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010106667.5
• 申請(qǐng)日: 2020-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113299982A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何天賢;周萌;范偉貞;羅海英;高遠(yuǎn)鵬;趙經(jīng)緯;徐三善;徐金富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州天賜高新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0565
• 分類號(hào): H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種原位聚合電解液，其特征在于，所述原位聚合電解液包括可聚合液晶、鋰鹽和聚合引發(fā)劑，所述可聚合液晶為含氰基的丙烯酸酯，所述原位聚合電解液的粘度為1～1000cps。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位聚合電解液，其特征在于，所述含氰基的丙烯酸酯具有式(1)所示結(jié)構(gòu)：

R₁-(CH₂)_x1-Ar-(CH₂)_x2-R₂ 式(1)

式(1)中，Ar為對(duì)向連接的剛性核，選自中的任意一種，優(yōu)選為

所述R₁為氰基，R₂為丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基；

其中，x1≥0，x2≥0，x1和x2獨(dú)立地選自大于等于0的整數(shù)，優(yōu)選為0-12。

所述x1和x2相同或不同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的原位聚合電解液，其特征在于，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟單草酸硼酸鋰、六氟砷酸鋰、四氟硼酸鋰、鋁硅酸鋰、鋅硅酸鋰、鋰賽隆、鎵鋯酸鋰、鋅鎵鍺酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰和雙氟磺酰亞胺鋰中的任意一種或至少兩種的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的原位聚合電解液，其特征在于，所述聚合引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化苯甲酰叔丁酯和過(guò)氧化甲乙酮中的任意一種或至少兩種的組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的原位聚合電解液，其特征在于，所述原位聚合電解液中還包括萬(wàn)能溶劑，所述萬(wàn)能溶劑包括N-甲基吡咯烷酮、γ-丁內(nèi)酯或六磷胺中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為N-甲基吡咯烷酮。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的原位聚合電解液，其特征在于，以所述原位聚合電解液的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述可聚合液晶的質(zhì)量百分含量為40％-60％，優(yōu)選為50％-55％；

優(yōu)選地，以所述原位聚合電解液的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述鋰鹽的質(zhì)量百分含量為35％-55％，優(yōu)選為40-45％；

優(yōu)選地，以所述原位聚合電解液的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述聚合引發(fā)劑的質(zhì)量百分含量為2％-4％，優(yōu)選為3％-3.5％；

優(yōu)選地，以所述原位聚合電解液的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述萬(wàn)能溶劑為N-甲基吡咯烷酮，所述N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量百分含量為1.5％-3％，優(yōu)選為2％-2.5％。

7.一種采用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的原位聚合電解液制備原位全固態(tài)電池的方法，其特征在于，所述方法包括：

以所述原位聚合電解液作為預(yù)聚物注入到組裝所得電池的正極和負(fù)極之間，加熱固化使原位聚合電解液轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)聚合物電解質(zhì)；

優(yōu)選地，所述原位全固態(tài)電池包括卷繞型電池和疊片型電池；

優(yōu)選地，所述注入的方式包括注液或噴涂中的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，卷繞型原位全固態(tài)電池的制備方法包括：

(a)分別制備正極片和負(fù)極片；

(b)電池組裝；

(c)原位聚合電解液注液；

(d)固化；

(e)化成，原位全固態(tài)電池成型；

優(yōu)選地，疊片型原位全固態(tài)電池的制備方法包括：

(A)分別制備正極片和負(fù)極片，并分別在正極片和負(fù)極片上噴涂原位聚合電解液；

(B)正負(fù)極片堆疊組裝成電池；

(C)固化；

(D)化成，原位全固態(tài)電池成型。