[發明專利]一種半固態電池的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202210615922.8
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114883657A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 曹輝;聶榮榮;侯敏;劉嬋
• 申請（專利權）人: 上海瑞浦青創新能源有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

1.一種半固態電池的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)在裝配電池中注入聚合劑后陳化，再注入電解液，得到完成注液的電池；

(2)將步驟(1)中所述完成注液的電池靜置進行凝膠化反應，完成所述凝膠化反應后對電池依次進行化成、老化和分容，得到所述半固態電池；

其中，步驟(1)所述聚合劑包括帶有陽離子聚合功能的溶劑和/或帶有陽離子聚合功能的凝膠因子。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述裝配電池包括正極極片和負極極片；

優選地，所述正極極片的原料包括正極極片主材、導電劑和粘結劑；

優選地，所述正極極片主材包括LiNi_xCo_yMn_zO₂、NCM111、NCM532、NCM622、NCM712、鎳錳鋁、磷酸錳鐵鋰或磷酸亞鐵鋰中的任意一種或至少兩種的組合，x≥0.8，y≥0.05，z≥0.05；

優選地，所述LiNi_xCo_yMn_zO₂包括NCM811或Ni90；

優選地，所述導電劑包括炭黑、乙炔黑、多壁碳納米管或單壁碳納米管中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述粘結劑包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚氨酯、丁苯橡膠、聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚丙烯腈中的任意一種或至少兩種的組合。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述負極極片的原料包括負極極片主材、導電劑和粘結劑；

優選地，所述負極極片主材包括摻硅石墨、鋰金屬或金屬合金中的任意一種；

優選地，所述摻硅石墨的摻硅量為3～80％，優選為5～60％，進一步優選為8～30％；

優選地，所述金屬合金包括Ga-Sn、Ge-Se或Sn-Al中的任意一種；

優選地，所述導電劑包括炭黑、乙炔黑、多壁碳納米管或單壁碳納米管中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述粘結劑包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚氨酯、丁苯橡膠、聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚丙烯腈中的任意一種或至少兩種的組合。

4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述帶有陽離子聚合功能的溶劑包括1,3-二氧戊環和/或四氫呋喃；

優選地，步驟(1)所述帶有陽離子聚合功能的凝膠因子包括包括氰基聚乙烯醇、聚乙二醇二縮水甘油醚或4,4′-二(硬脂酰胺基)二苯醚中的任意一種或至少兩種的組合。

5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述聚合劑和電解液的質量比為(5～40):100，優選為(20～30):100；

優選地，步驟(1)所述電解液包括鋰鹽、鈉鹽、鎂鹽或鋁鹽中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰或二氟雙草酸磷酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述鈉鹽包括NaPF₆；

優選地，所述鎂鹽包括Mg(PF₆)₂；

優選地，所述鋁鹽包括Al(PF₆)₃。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽的濃度為0.8～4M；

優選地，所述鈉鹽的濃度為0.01～0.5M；

優選地，所述鎂鹽的濃度為0.01～0.5M；

優選地，所述鋁鹽的濃度為0.01～0.5M。

7.根據權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述陳化的溫度為20～50℃，優選為45～48℃；

優選地，步驟(1)所述陳化的時間為20～40h，優選為24～36h。