[發明專利]一種固態聚合物電池的制備方法

在審

• 申請號: 202110938901.5
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113725479A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 劉曉雷
• 申請（專利權）人: 劉曉雷
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/058;H01M10/0525;C01B32/90
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本發明屬于新能源技術領域，尤其為一種固態聚合物電池的制備方法，包括固態電池正極材料、固態電池負極材料、固態電池的固態電解質材料和電芯單元的制備，所述固態電池正極材料及其制備方法為：將相應重量份的LiFePO4、NCMA、正硅酸乙酯、去離子水加入無水乙醇進行混合，得到混合物；將混合物在30～50℃的溫度條件下，置于研缽中充分混合研磨4H，然后將得到的漿料在80～100℃的溫度條件下加熱攪拌8H，得到干混物。本發明，全固態電池輕便，能量密度高，使用了全固態電解質后，鋰離子電池的適用材料體系，明顯減輕材料的用量，使得整個電池的能量密度有明顯提高，大大提高了倍率性能，提高了充電速度，提高了電池安全性。

技術領域

本發明屬于新能源技術領域，具體涉及一種固態聚合物電池的制備方法。

背景技術

當今占據技術主流的是鋰離子電池，但是從長期來看，固態電池或許更能滿足人們對高能量和高安全性的現實需求，工作原理上，固態鋰電池和傳統的鋰電池并無區別，傳統的液態鋰電池被稱為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負兩極，中間為液態電解質。鋰離子像一個運動員，在搖椅兩端來回奔跑，鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中，電池的充放電過程就完成了，而固態電池只不過其電解質為固態，具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。

固態電池有很多優勢，發展前景值得期待，其中，兩個最明顯的優勢就是能量密度更高，運行更安全。使用了全固態電解質后，整個電池的能量密度有明顯提高，固態電池在大電流下工作不會因出現鋰枝晶而刺破隔膜導致短路，不會在高溫下發生副反應，不會因產生氣體而發生燃燒，因此，安全性被認為是固態電池發展的最根本驅動力之一。

然而，固態電池也有缺點，固態電解質電導率總體偏低導致了其倍率性能整體偏低，內阻較大，充電速度慢，且成本總體偏高，現在的固態電池如果要和普通鋰離子電池在傳統市場上競爭，并沒有太大的優勢。

發明內容

為解決上述背景技術中提出的問題。本發明提供了一種固態聚合物電池的制備方法，具有充電速度快和電池安全性高的特點。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種固態聚合物電池的制備方法，包括固態電池正極材料、固態電池負極材料、固態電池的固態電解質材料和電芯單元的制備，所述固態電池正極材料及其制備方法為：

步驟一：將相應重量份的LiFePO4、NCMA、正硅酸乙酯、去離子水加入無水乙醇進行混合，得到混合物；

步驟二：將混合物在30～50℃的溫度條件下，置于研缽中充分混合研磨4H，然后將得到的漿料在80～100℃的溫度條件下加熱攪拌8H，得到干混物；

步驟三：將干混物在高溫爐中燒結；燒結后冷卻、粉碎、過篩，可得到多元聚合物；

步驟四：將多元聚合物加入甲基吡咯烷酮、入聚苯乙烯球、納米氧化石墨烯、粘結劑，在30～50℃的溫度下，再次進行攪拌混合2H，得到正極漿料；

步驟五：將得到的漿料涂覆于鋁箔表面，晾干后在100℃的真空干燥箱中加熱6H，蒸干溶劑后得到電池正極極片。

優選的，所述固態電池負極材料及其制備方法為：

步驟一：將石墨、硅、鋰三種元材料，根據比例在高溫爐的斷燒下形成碳化鋰硅；

步驟二：將碳化鋰硅，在高溫爐中燒結，燒結后冷卻、粉碎、過篩，可得到負極原料；

步驟三：將負極原料、丁苯乳膠、羧甲基纖維素、導電炭黑按重量比例，混合于去離子水中，得到負極漿料；

步驟四：將負極漿料涂覆于銅箔表面，晾干后在80℃的真空干燥箱中加熱6H，蒸干溶劑后得到電池負極極片。

優選的，所述固態電池的固態電解質材料及其制備方法為：