[發(fā)明專利]一種耐高壓固態(tài)電池復(fù)合正極及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110667981.5
• 申請(qǐng)日: 2021-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN113394376B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王家鈞;安漢文;婁帥鋒;孔凡鵬;尹鴿平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/131
• 分類號(hào): H01M4/131;H01M4/62;H01M4/1391;H01M10/052
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 王新雨

1.一種耐高壓固態(tài)電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：所述復(fù)合正極包括鋰鹽、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、嵌段共聚物和碳納米管；所述嵌段共聚物的單體由腈基丙烯酸乙酯以及聚環(huán)氧乙烯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚碳酸乙烯酯中的任意一種組成；

所述方法包括如下步驟：

步驟一：嵌段共聚物粘結(jié)劑前驅(qū)體溶液的制備

惰性氛圍下，稱取兩種聚合物單體以及鋰鹽，其中聚合物單體總量與鋰鹽的質(zhì)量比為10~20：1，將其加入到容器中，加入丙酮溶劑攪拌溶解，其中溶劑的質(zhì)量占90~98%，在磁力攪拌器上攪拌12~24 h，再加入聚合物單體總量質(zhì)量的1%的偶氮異丁腈作為熱引發(fā)劑，繼續(xù)攪拌12~24 h；

步驟二：復(fù)合電極漿料的制備

將三元LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正極活性物質(zhì)以及碳納米管加入到容器中，然后加入步驟一的嵌段共聚物粘結(jié)劑前驅(qū)體溶液，在攪拌器上攪拌24~36 h，使其混合均勻；

步驟三：極片的制備

（1）將得到的復(fù)合電極漿料涂敷在Al箔集流體上，涂敷刮刀高度調(diào)節(jié)至40~200μm，得到表面均勻的極片，將得到的極片放入真空烘箱，烘箱溫度調(diào)節(jié)至60~120℃之間，抽真空后烘干12~24 h，得到全固態(tài)的極片；

（2）將得到的極片切成直徑為12mm或14mm的圓片，在熱壓機(jī)上施加壓力，溫度調(diào)節(jié)為40~80℃，熱壓5~20 min，得到復(fù)合正極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高壓固態(tài)電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：所述鋰鹽為高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、六氟砷酸鋰、四氟硼酸鋰其中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高壓固態(tài)電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：步驟二中，正極活性物質(zhì)：碳納米管：嵌段共聚物前驅(qū)體的質(zhì)量比為50%~80%：5%~35%：5%~35%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高壓固態(tài)電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：步驟三中，所述涂敷刮刀高度為150~200μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高壓固態(tài)電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：所述的步驟三替換為將得到的復(fù)合電極漿料倒入聚四氟乙烯模具中，在常溫下等待溶劑揮發(fā)36~48 h，得到干的復(fù)合電極膜，再放入真空烘箱60~120℃烘干12~24 h；將得到的復(fù)合電極膜從模具中取出來，利用熱壓機(jī)將其熱壓，其中，熱壓機(jī)壓力調(diào)節(jié)16MPa以上，溫度調(diào)節(jié)40℃以上，壓成厚度為50~150μm的復(fù)合正極。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高壓固態(tài)電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：步驟三（2）中，所述溫度為35~60℃，對(duì)圓形極片施加壓力，增加致密度，所述壓力為2MPa~30MPa。