[發(fā)明專利]一種電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010156837.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN111342124A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桑林;劉婧;蔡超;劉興江;丁飛;王磊;鄭濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津中電新能源研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0565
• 分類號(hào): H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 天津諾德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

1.一種電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池，其特征在于：包括含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池，其特征在于：所述聚合物為丁腈橡膠、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸丙烯酯中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述聚合物為丁腈橡膠。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池，其特征在于：還包括：

含有所述聚合物的正極和/或含有所述聚合物的負(fù)極；

優(yōu)選地，還包括含有所述聚合物的固態(tài)電解質(zhì)膜。

4.制備權(quán)利要求1-3中任一所述電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池的方法，其特征在于：含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)膜、含有聚合物正極和涂覆含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)溶液的負(fù)極層層堆疊組裝，再通過(guò)熱壓工藝熔合成一體；

或者，

含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)膜、含有聚合物正極和金屬鋰負(fù)極層層堆疊組裝，再通過(guò)熱壓工藝熔合成一體；

或者，

依次涂覆含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)溶液和含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)漿料的負(fù)極，和涂覆含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)漿料的含有聚合物正極層層堆疊組裝，再通過(guò)熱壓工藝熔合成一體；

或者，

涂覆含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)漿料的含有聚合物正極和涂覆含有聚合物的固態(tài)電解質(zhì)漿料的金屬鋰負(fù)極層層堆疊組裝，再通過(guò)熱壓工藝熔合成一體；

優(yōu)選地，將固態(tài)電解質(zhì)漿料涂覆到基底上，烘干去除基底后獲得固態(tài)電解質(zhì)膜；

優(yōu)選地，將正極活性材料、聚合物、鋰鹽、無(wú)機(jī)電解質(zhì)、導(dǎo)電劑、正極粘結(jié)劑以及有機(jī)溶劑按一定比例混合，通過(guò)球磨或攪拌得到具有一定粘度的正極漿料，將正極漿料涂覆到正極集流體上，烘干后得到正極；

優(yōu)選地，將負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、負(fù)極粘結(jié)劑以及水性溶劑混合，通過(guò)球磨或攪拌得到負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料涂覆到負(fù)極集流體上，烘干后得到負(fù)極；

優(yōu)選地，將金屬鋰覆蓋在負(fù)極集流體上，通過(guò)碾壓復(fù)合在一起得到金屬鋰負(fù)極；

優(yōu)選地，將聚合物、鋰鹽、添加劑和有機(jī)溶劑混合，通過(guò)球磨或攪拌得到固態(tài)電解質(zhì)溶液；

優(yōu)選地，將聚合物、鋰鹽、無(wú)機(jī)電解質(zhì)、添加劑和有機(jī)溶劑混合，通過(guò)球磨或攪拌得到固態(tài)電解質(zhì)漿料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池的制備方法，其特征在于：所述正極活性材料為L(zhǎng)iNi_0.85Co_0.1Al_0.05O₂、LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂、Cr_xO_y、LiFePO₄和LiMnPO₄中的一種；

優(yōu)選地，鋰鹽為六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、硝酸鋰中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述正極粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池的制備方法，其特征在于：

所述負(fù)極活性材料為石墨、硅碳、硅氧化合物、鈦酸鋰中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述負(fù)極粘結(jié)劑為羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池的制備方法，其特征在于：所述導(dǎo)電劑為Super p、乙炔黑、氣相生成碳纖維、碳納米管、石墨烯中的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電芯熱壓一體化成型固態(tài)電池的制備方法，其特征在于：所述無(wú)機(jī)電解質(zhì)為L(zhǎng)ATP、LAGP、LLZO、LLZTO、LPS、LGPS中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃、丙酮、乙腈、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種或多種。