[發明專利]一種低電阻的固體鋰電池及其制備方法

有效

• 申請號: 202110949289.1
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN114551792B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 宮嬌嬌;陳軍;黃建根;鄭利峰
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/36;H01M4/58;H01M10/052
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 李博

1.一種低電阻的固體鋰電池，其特征在于，所述固體鋰電池由正極極片、固體電解質膜和負極極片組成，其中：

所述正極極片是由正極集流體經涂覆正極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再以≥4兆帕的高壓壓制得到；

或者，所述負極極片是由負極集流體涂覆負極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再以≥4兆帕的高壓壓制得到；

或者，所述正極集流體涂覆正極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再以≥4兆帕的高壓壓制得到正極極片；且所述負極集流體涂覆負極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再以≥4兆帕的高壓壓制得到負極極片；

所述固體電解質膜為LLTO/PET/PEO/LiTFSI固體電解質膜和二氧化鈦納米管陣列為基體的LLTO?/PET/PEO/LiTFSI復合固體電解質膜中一種；

LLTO/PET/PEO/LiTFSI固體電解質膜經以下過程制成：

（1）將平均分子量為1000000-1800000的聚乙烯吡咯烷酮PVP加入二甲基甲酰胺DMF，攪拌溶解成10%~15%質量分數的溶液，加入醋酸以及Ti(OC₄H₉)₄、La(NO₃)₃·6H₂O和LiNO₃，45-55℃下攪拌4-6小時，超聲分散1-2小時得到透明溶液，其中PVP、醋酸、Ti(OC₄H₉)₄、La(NO₃)₃·6H₂O和LiNO₃的摩爾比為0.4-0.8:0.1-0.3:1-1.1:0.5-0.7:0.22-0.48，透明溶液利用靜電紡絲法，在10-35kV，0.5-2.5mL/h速度下得到前驅體，將該前驅體在空氣中以2-4℃/min的升溫速率至600-850℃下高溫煅燒1-3小時，最后自然冷卻至室溫，得到了直徑為10-50納米的LLTO納米線；

（2）將PET和PEO溶解在無水DMF中得到質量分數為20%~60%的聚合物溶液，PET和PEO質量比為0.5-1.0?:?2.5-5.0，將聚合物溶液在50-80℃攪拌10-40小時，再將LiTFSI添加到聚合物溶液中，并在30-50℃下超聲分散10-30小時，LiTFSI與PEO的質量比為5-10:80-95，常溫以恒定速度0.1-0.6mL/h下用噴絲頭擠出聚合物溶液，噴絲頭和收集器之間的外加電壓設置為5-35?kV，相對濕度為2-15%RH，從噴絲頭噴出的溶液射流被吸引到接地的校正器中，收集得到PET/PEO納米纖維；

（3）將LiTFSI、LLTO納米線和PET/PEO納米纖維分別添加到無水乙腈中，PET/PEO納米纖維與LiTFSI質量比為16-20:?1-2，攪拌10-30小時，再超聲分散0.5-3.0小時，將混合后的溶液導入模具中，30-50℃下干燥10-30小時，后在60-80℃真空干燥至除掉溶劑，得到LLTO/PET/PEO/LiTFSI固體電解質膜；其中LiTFSI、LLTO納米線分別占LLTO/PET/PEO/LiTFSI固體電解質質量的1-3%、1-2%；

二氧化鈦納米管陣列為基體的LLTP/PET/PEO/LiTFSI復合固體電解質膜經以下過程制備得到：將LiTFSI和LLTO納米線加入無水乙腈，隨后將PET/PEO納米纖維添加到該無水乙腈中，PET/PEO納米纖維與LiTFSI質量比為16-20:?1-2，攪拌10-30小時，再超聲分散0.5-3.0小時，將混合后的溶液導入底部鋪有二氧化鈦納米管陣列基體的模具，有二氧化鈦納米管一側朝上，30-50℃下干燥10-30小時，后在60-80℃真空干燥至除掉溶劑，得到了以二氧化鈦納米管陣列為基體的LLTO?/PET/PEO/LiTFSI復合固體電解質膜；其中LiTFSI、LLTO納米線分別占LLTO/PET/PEO/LiTFSI固體電解質質量的1-3%、1-2%。