[發明專利]一種高容量全固態柔性電池及其一體化集成制備方法

在審

• 申請號: 202011188715.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112164823A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 康帥;陸文強;付勰;王亮;馮雙龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0565;H01M10/058;H01M4/04;H01M4/139;D01D5/00;D04H1/728
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 周春發

1.一種高容量全固態柔性電池，其特征在于，高容量全固態柔性電池為“正極-電解質-負極-封裝層”一體化封裝的柔性電池。

2.根據權利要求1所述的高容量全固態柔性電池，其特征在于：高容量全固態柔性電池包括正極（1）、負極（2）、全固態電解質膜（3）和封裝層（4），其組成順序為“封裝層（4）--正極（1）--全固態電解質膜（3）--負極（2）--封裝層（4）”。

3.根據權利要求1所述的高容量全固態柔性電池，其特征在于：正極（1）是一種含有正極材料的碳纖維薄層，負極（2）是一種石墨化的碳纖薄層。

4.根據權利要求3所述的高容量全固態柔性電池，其特征在于：全固態電解質膜（3）把正極和負極隔開，避免正負極之間存在電子傳輸，起到傳導鋰離子的作用，全固態電解質膜（3）是一種聚合物和鋰鹽構成的復合纖薄層。

5.根據權利要求3所述的高容量全固態柔性電池，其特征在于：全固態電解質膜（3）是聚合物、鋰鹽或填料的復合纖維薄層。

6.根據權利要求1所述的高容量全固態柔性電池，其特征在于：封裝層（4）為一種基于PDMS的致密纖維薄層。

7.一種制備權利要求1至權利要求6之任一所述高容量全固態柔性電池的一體化集成制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1，電池柔性正極的制備；

步驟2，電池柔性負極的制備；

步驟3，全固態柔性電解質膜的制備；

步驟4，正極-固態電解質膜-負極的熱壓；

步驟5，柔性封裝層的制備及柔性電池封裝。

8.根據權利要求7所述的一體化集成制備方法，其特征在于，電池柔性正極的制備包括以下步驟：

將鋰電正極材料與聚合物溶液按5%-80%質量比混合，超聲、攪拌使其混合物均勻分散；設置一定的靜電紡絲機的電壓、溶液流動速率、噴頭口徑參數和合適的收集距離，收集時間大于0.5小時，進行正極前驅纖維氈的的制備；然后在氬氣氣氛下按照1^oC/min到20^oC/min的升溫速率在600 ^oC到900 ^oC下退火，得到柔性正極層。

9.根據權利要求7所述的一體化集成制備方法，其特征在于，電池柔性負極的制備包括以下步驟：

將鋰電負極石墨材料與聚合物溶液按5%-80%質量比混合，超聲、攪拌使其混合物均勻分散，設置一定的靜電紡絲機的電壓、溶液流動速率、噴頭口徑參數和合適的收集距離，收集時間大于0.5小時，進行負極材料前驅體纖維氈的制備；然后在氬氣氣氛下按照1^oC/min到20^oC/min的升溫速率在600 ^oC到900 ^oC下退火，得到柔性負極層。

10.根據權利要求7所述的一體化集成制備方法，其特征在于，電池全固態柔性電解質膜的制備包括以下步驟：

將一定量的鋰鹽與聚合物溶液按0.1%到30%的質量比混合，超聲、攪拌使其混合物均勻分散；設置一定的靜電紡絲機的設置一定的靜電紡絲機的電壓、溶液流動速率、噴頭口徑參數和合適的收集距離，收集時間大于0.5小時，得到電池全固態柔性電解質膜。