[發明專利]一種高電壓固態鋰電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202010112354.0
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111370756A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 郭向欣;畢志杰;趙寧
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/04
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 紀麗麗

1.一種高電壓固態鋰電池，其特征在于，

所述高電壓固態鋰電池包括電池殼和封裝在所述電池殼內的多個電池單元，多個所述電池單元依次堆疊串聯，所述電池單元包括固體電解質、正極片和負極片。

2.如權利要求1所述的高電壓固態鋰電池，其特征在于，

所述高電壓固態鋰電池為紐扣式鋰電池，所述高電壓固態鋰電池的輸出電壓大于3V；

所述電池殼為2016、 2025、2032型紐扣電池殼中的一種。

3.如權利要求1所述的高電壓固態鋰電池，其特征在于，

所述固體電解質包括高分子基體，鋰鹽和填料，

所述高分子基體、所述鋰鹽和所述填料的質量比為（10-20）：（5-10）：（0-0.1）。

4.如權利要求3所述的高電壓固態鋰電池，其特征在于，

所述高分子基體為聚氧化乙烯（PEO）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚甲基乙撐碳酸酯（PPC）和聚丙烯腈（PAN）中的一種；

所述鋰鹽為含鋰（Li）無機鹽中的一種；

所述填料包括硫化物固體電解質或氧化物固體電解質。

5.如權利要求1所述的高電壓固態鋰電池，其特征在于，

所述正極片材料包括鋰電池正極材料，粘結劑和電子導電劑，

所述鋰電池正極材料、所述粘結劑和所述電子導電劑的質量比為（70-90）：（15-5）：（15-5）。

6.如權利要求5所述的高電壓固態鋰電池，其特征在于，

所述鋰電池正極材料為磷酸鐵鋰（LFP），磷酸錳鐵鋰（LFMP），鈷酸鋰（LCO），錳酸鋰（LMO）和三元材料（NCM）中的一種；

所述粘結劑為聚偏二氟乙烯（PVDF）；

所述電子導電劑包括導電碳黑（Super P），乙炔黑和科琴黑中的一種。

7.如權利要求1-6中任一項所述的高電壓固態鋰電池的制備方法，其特征在于，

所述方法包括如下步驟：

（1）將所述鋰電池正極材料，所述粘結劑和所述電子導電劑均勻分散至第一溶劑中，得到正極漿料；將所述正極漿料涂覆至集流體鋁箔上，將所述正極漿料烘干后得到正極片；

（2）將所述高分子基體，所述鋰鹽和所述填料均勻分散至第二溶劑中，得到固體電解質漿料，將所述固體電解質漿料涂覆至所述正極片上；

（3）待所述固體電解質漿料烘干后，將帶有固體電解質的正極片裁剪成圓形備用，得到正極圓片；

（4）將鋰片輥壓至銅箔上作為負極片；

（5）將所述負極片直接貼附在帶有固體電解質的所述正極圓片上構成一個獨立的電池單元；

（6）將多個電池單元依次堆疊串聯，形成串聯電路；將串聯的多個電池單元封裝在紐扣電池殼中，構成堆疊式多單元高電壓固態鋰電池。

8.如權利要求7所述的高電壓固態鋰電池的制備方法，其特征在于，

所述步驟（1）中，所述第一溶劑為N-甲基吡咯烷酮（NMP）和二甲基甲酰胺（DMF）中的一種，

烘干溫度為60-120℃，烘干時間為12-48h。

9.如權利要求7所述的高電壓固態鋰電池的制備方法，其特征在于，

所述步驟（2）中，所述第二溶劑為N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基甲酰胺（DMF）和乙腈（ACN）中的一種。

10.如權利要求7所述的高電壓固態鋰電池的制備方法，其特征在于，

所述步驟（3）中，烘干溫度為60-80℃，烘干時間為24-48h，所述正極圓片直徑為8-19mm；

所述步驟（4）中，所述鋰片厚度為50-1000μm。