[發(fā)明專利]固態(tài)電解質(zhì)膜、固態(tài)鋰離子電池及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010793528.4 | 申請日： | 2020-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN112038692B | 公開（公告）日： | 2022-04-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊濤;于清江;江柯成;陳先金;黃善鵬;姜斌;龍繪錦 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇正力新能電池技術(shù)有限公司 |
| 主分類號： | H01M10/0565 | 分類號： | H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201 | 代理人： | 潘俊達(dá);郭寶煊 |
| 地址： | 215500 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 固態(tài) 電解 質(zhì)膜 鋰離子電池 及其 制備 方法 | ||
1.一種固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，包括正極片、負(fù)極片、間隔于所述正極片和所述負(fù)極片之間的隔膜以及凝膠電解質(zhì)，所述隔膜為固態(tài)電解質(zhì)膜；
所述固態(tài)電解質(zhì)膜包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組成：經(jīng)過堿洗干燥的聚偏氟乙烯3~7%、原位聚合單體3~7%、引發(fā)劑0.03~0.07%、快離子導(dǎo)體10~20%、穩(wěn)定劑0.01~0.05%、分散劑0.01~0.05%、鋰鹽5~16%、第一有機(jī)溶劑50~70%；所述原位聚合單體包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、乙烯基正丁醚、乙烯基甲醚、馬來酸酐、苯乙烯和乙酸乙酯中的至少兩種；所述穩(wěn)定劑為有機(jī)酸；
所述凝膠電解質(zhì)的聚合前驅(qū)電解液包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組成：經(jīng)過堿洗干燥的聚偏氟乙烯3~7%、原位聚合單體3~7%、引發(fā)劑0.03~0.07%、鋰鹽5~16%和第二有機(jī)溶劑10~70%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述快離子導(dǎo)體包括Li7La3Zr2O12、LixLa3ZryAl2-yO12、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3、Li2.88PO3.73N0.14中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述引發(fā)劑包括異丙苯過氧化氫、過氧化二異丙苯、過氧化二特丁基、過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰、過氧化苯甲酸特丁酯、過氧化特戊酸特丁酯、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過氧化二叔丁基、過氧化甲乙酮、過氧化環(huán)己酮、過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、二氟磷酸鋰、硝酸鋰、高氯酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、四氟草酸磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰鹽和雙氟磺酰亞胺鋰中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述分散劑為BYK-180，所述第一有機(jī)溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或丙酮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述第二有機(jī)溶劑包括乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、正丁酸乙酯、乙酸丙酯、γ-丁內(nèi)酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、4-三氟甲基碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯和雙三氟乙基碳酸酯中的至少一種。
7.一種權(quán)利要求6所述的固態(tài)鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
取分子量在600000~1200000之間的聚偏氟乙烯，將其置于堿液中以50~70℃反應(yīng)，反應(yīng)過程中不斷攪拌，再使用去離子水和無水乙醇反復(fù)洗滌，干燥即得經(jīng)過堿洗干燥的聚偏氟乙烯；
往第一有機(jī)溶劑中加入經(jīng)過堿洗干燥的聚偏氟乙烯、原位聚合單體和引發(fā)劑，在60~80℃下于氮?dú)夥諊芯酆希纬删蝗芤海?/p>
將快離子導(dǎo)體粉末少量多次加入所述均一溶液中，同時(shí)加入鋰鹽、穩(wěn)定劑和分散劑，攪拌使之形成均勻漿料；
將所述漿料于四氟乙烯板上刮膜，先于70~90℃下烘干，再于70~90℃下真空抽提，制得固態(tài)電解質(zhì)膜；
往第二有機(jī)溶劑中加入經(jīng)過堿洗干燥的聚偏氟乙烯、原位聚合單體、引發(fā)劑和鋰鹽，常溫下攪拌均勻，形成凝膠電解質(zhì)的聚合前驅(qū)電解液；
將正極片、負(fù)極片和制得的固態(tài)電解質(zhì)膜組裝成電芯，烘烤；
向烘烤后的電芯中注入凝膠電解質(zhì)的聚合前驅(qū)電解液，并封口，于40~50℃下老化，然后升溫至60~80℃進(jìn)行熱聚合，再降溫至40~50℃，靜置，得到固態(tài)鋰離子電池。
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