一种全固态电池芯及包含该电池芯的高性能固态电池的制作方法

文档序号:15741056发布日期:2018-10-23 22:18阅读:193来源:国知局

本发明涉及全固态电池技术领域,特别涉及一种全固态电池芯及包含该电池芯的高性能固态电池。



背景技术:

锂电池和钠电池以其高能量密度、高工作电压、长循环寿命、低自放电率、无记忆效应、可快速充放电和环境友好等优点得到了广泛的应用,其也解决了传统液态二次电池中含有大量有机电解液,具有易挥发、易燃、易爆等缺点,降低了重大安全隐患存在的概率。

因而,采用固体电解质的全固态电池相比传统液态电池具有更高的安全性和机械强度,同时,也可以实现大容量电池的制备。然而,全固态电池的电池芯结构中,固态电解质与固态电极之间不同于传统液态电池的固液接触,而其是属于固-固接触的。因而,全固态电池在充放电时,正负极会持续发生体积膨胀/收缩,如果接触不够紧密,其电极/电解质之间就将存在巨大的界面阻抗,甚至产生裂缝,极大地影响电池性能。为了能够获得良好的全固态电池,普通的操作方式是对全固态电池芯在纵向上采用夹具施加一定压力,因此也就增加了附属品,从而降低了全固态电池的体积与质量比能量密度,限制了全固态电池的实际应用。

为了能够减少原电池电极/电解质之间的界面阻抗,市面上不少企业也提出了相关的解决方案,例如申请号为201410788427.2的中国专利内公开了一种电池芯,其是在干燥环境中,自下至上将负极集流体、负极材料、固体电解质、复合正极、正极集流体在电池压制模具中压制成一体。

但是,这样的电池芯结构中的负极集流体、负极材料、固体电解质、复合正极和正极集流体之间的界面还是比较比较明显的。并且,它们也只是通过简单的物理作用联系在一起的,因而随着时间的推移,相互之间的作用力就会明显地减弱。尤其是电池芯在充放电的收缩膨胀过程后,各层之间的界面会变得有为明显。因而,还有较大的空间待于改进。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种全固态电池芯,其通过一体聚合的方式基本上消除了充放电过程中引起的界面分离而产生的阻抗大的技术问题,并且所制得的全固态电池的安全性和循环寿命也得到了巨大的提升。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种全固态电池芯,包括一体聚合而成的正极集流体、一体化电极和负极集流体,其中一体化电极位于正极集流体和负极集流体之间。

通过采用上述技术方案,由于此处一体化电极中的正极材料、负极材料和电解质通过聚合的方式形成了一体化,从而正极材料、电解质和负极材料之间的界面基本上消除了,这样也就避免了界面阻抗的存在。而且,正极集流体和负极集流体与一体化电极之间也是通过聚合的方式联系在一起的,这样相比于物理方式的粘结而言,其相互之间的牢固度会更大。从而,在不采用夹具的情况下,电池芯在长期充分电的过程中也都能够保证较高的完整性,进而降低了电池芯出现界面阻抗的概率,提升了电池长期使用的寿命。

优选为,一体化电极包括正极材料、负极材料和电解质,按质量分数计,其中正极材料包括聚合物单体1~5份、引发剂0.001~0.01份、碱金属盐0.2~3份、正极活性材料6~10份和炭黑1~2份;负极材料包括聚合物单体1~5份、引发剂0.001~0.01份、碱金属盐0.2~3份、负极活性材料6~10份和炭黑1~2份;电解质包括聚合物单体1~5份、引发剂0.001~0.01份、碱金属盐0.2~3份和0.01~1份填料。

优选为,所述聚合物单体可以为聚合物单体为环氧乙烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的任意一种或几种的混合物。

通过采用上述技术方案,环氧乙烷单独聚合得到的聚环氧乙烷,其内部存在有C-O-C键,通常具有柔顺性,有利于电极/电解质在膨胀伸缩的过程中起到缓冲的作用,同时其可和电子受体或部分无机电解质形成缔合物,从而也就保证了聚合后的电解质能够长时间保持完整性。

而甲基丙烯酸甲酯聚合得到的是聚甲基丙烯酸甲酯,其具有较大的机械强度,能够有效地降低电解质在收缩膨胀的过程中出现裂痕的概率。

再者,丙烯腈在原位聚合成聚丙烯腈的过程中,碱金属盐、正活性材料和负极活性材料均能够很好地分布在聚丙烯腈的分子中,而聚丙烯腈的空间结构是网状的,没有电流产生的情况下,内部的正活性材料和负极活性材料是不容易接触且发生反应的,从而在不使用的情况下,电池芯能够保持长久的电能。并且其本身又具有较好的耐热性能,从而电池在充放电中,聚丙烯腈不容易被破坏,进而有利于提高电池芯的使用寿命。

而且,丙烯腈又能与甲基丙烯酸甲酯形成丙乙腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物,其随丙烯睛含量增加,聚合物的抗冲击强度明显提高,拉伸强度也有一定提高。同时,氰基的极性很强,从而增加分子间的作用力,形成氢键交联结构;进而,能够长时间地使一体化电极保持完整性,并且使一体化电极在充放电的过程中,能够有效地避免因为收缩膨胀而导致的裂痕的出现。

同时,不完全聚合的单体小分子起到对聚合物固态电解液的增塑作用,可进一步提高固态电解质离子导电率以及韧性,提高全固态电芯的柔韧性。

优选为,所述引发剂可以为三氮化硼乙胺,过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁腈中的任意一种或几种的混合物。

通过采用上述技术方案,引发剂在常温状态下比较的稳定,同时其不仅能够促进聚合物单体进行聚合反应,而且其还能够充当电极材料的分散介质,从而有利于保证聚合产物的均一性。

优选为,所述碱金属可以为锂盐和钠盐中的任意一种,所述钠盐可以为NaN(SO2CF3)2、NaClO4、NaSO2CF3和NaB(C2O4)2中任意一种或几种的混合物,所述锂盐可以为LiN(SO2CF3)2、LiClO4、LiSO2CF3和LiB(C2O4)2中的任意一种或几种的混合物。

优选为,所述填料为SiO2、BaTiO3、ZrO2、Li2O和EC中的任意一种或几种的混合物。

优选为,所述正极活性材料可以为LFP、NCM、NCA和富锂中的任意一种,所述负极活性材料可以为石墨,硅和硅碳复合材料中的任意一种。

优选为,所述正极活性材料可以为NaxMO2和NaxM(CN)6中的任何一种,且M可以为Ni、Mn、Fe、Co和Cu中的任意一种,所述负极活性材料为硬碳。

优选为,正极材料的厚度为10~100μm,电解质的厚度为10~100μm,负极材料的厚度为10~100μm。

一种高性能全固态电池,包含上述全固态电池芯。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

1、正极材料、负极材料、电解质和集流体四者之间是一体聚合而成的,从而也就消除了四者之间的界面,进而避免了界面阻抗的产生;

2、引发剂在常温状态下比较稳定,其不仅能够促进聚合物单体进行聚合反应。而且,还能够充当电极材料的分散介质,从而有利于保证聚合产物的均一性;

3、正极材料、负极材料和电解质材料在涂覆之后不需要单独揭下来去冷却晾干,因而正极材料、负极材料和电解质能够涂覆的厚度可以达到10μm而不发生破裂,这样在保证电池芯质量的情况下,也降低了电池芯的内阻值;

4、电极材料在集流体表面的原位聚合提高了电极材料对集流体的粘附性。

附图说明

图1是电池芯的结构示意图;

图2是电池芯的制备流程图;

图3是含层叠式电池芯的全固态电池的结构示意图;

图4是含卷绕式电池芯的全固态电池的结构示意图。

图中,1、芯体;11、正极集流体;12、一体化电极;13、负极集流体;2、铝塑膜;3a、正极端一;3b、负极端一;4、外壳;5a、正极端二;5b、负极端二。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。

一种全固态电池芯,如附图1所示,其芯体1主要包括正极集流体11、负极集流体13和一体化电极12,其中一体化电极12位于正极集流体11和负极集流体13之间,且三者是一体聚合而成的。同时,一体化电极12中的正极材料和负极材料的厚度均为10~100μm,电解质的厚度大约也为10~100μm,正极材料和电解质的总厚度为20~150μm。

而且,针对于对一体化电极的厚度做了内阻值的测定,且得到如下表一所示:

表一一体化电极的厚度与电池芯内阻值之间的关系

从上表一可以明显看出,当一体化电极12的整体厚度小于等于30μm的时候,电池芯的内阻值就会有明显下降的趋势,从而也说明电池芯的厚度减小,对于全固态电池的技术推进,有着重要的作用。而厚度小于30μm的情况下,内阻下降的并不是很大,但整个操作要求就需要提升的比较多。

因而,根据综合因素来看,本发明的一体化电极12的优选厚度为30μm。

以下结合附图2对实施例一至实施例八作进一步详细说明。

实施例一:

全固态电池芯的制备方法,主要包括以下步骤:按质量份数计,

步骤一:将3份环氧乙烷,0.005份三氮化硼乙胺,1.1份LiN(SO2CF3)2,8份LFP,1.5份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液A;

步骤二:将3份环氧乙烷,0.005份三氮化硼乙胺,1.1份LiN(SO2CF3)2,0.5份SiO2搅拌均匀获得聚合物电解质前驱体溶液B;

步骤三:将3份环氧乙烷,0.005份三氮化硼乙胺,1.1份LiN(SO2CF3)2,8份石墨,1.5份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液C;

步骤四:分别调整两组刮刀与正极集流体之间的间隙,分别将前驱体溶液A和前驱体溶液B先后涂覆到到正极集流体上,且涂覆的厚度分别为55μm和55μm,并形成前驱体溶液A在底、前驱体溶液B在上的有机、无机相分布均一的前驱复合薄膜一;

步骤五:调整第三组刮刀与负极集流体之间的间隙,将前驱体溶液C涂覆到负极集流体上得到前驱复合薄膜二,且前驱体溶液C的涂覆厚度为55μm;

步骤六:前驱复合薄膜一与前驱复合薄膜二通过辊压组合为前驱复合薄膜三,且其中前驱体溶液B和前驱体溶液C相接触;

步骤七:将前驱复合薄膜三经过80℃加热固化24h处理,得到薄膜电极,经卷绕或层叠后得到原位聚合的全固态电池电芯。

此处,正极集流体为铝箔,负极集流体为铜箔。并且,整个制备过程都是在干燥气体的保护下进行的。

另外,实施例二至实施例八与实施例一的区别仅在于如下表二所示,

实施例二:

全固态电池芯的制备方法,主要包括以下步骤:按质量份数计,

步骤一:将5份甲基丙烯酸甲酯,0.01份过氧化二苯甲酰,3份LiClO4,10份NCM,2份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液A;

步骤二:将5份甲基丙烯酸甲酯,0.01份过氧化二苯甲酰,3份LiClO4,1份EC搅拌均匀获得聚合物电解质前驱体溶液B;

步骤三:将5份甲基丙烯酸甲酯,0.01份过氧化二苯甲酰,3份LiClO4,10份硅材料,2份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液C;

步骤四:分别调整两组刮刀与正极集流体之间的间隙,分别将前驱体溶液A和前驱体溶液B先后涂覆到到正极集流体上,且涂覆的厚度分别为100μm和100μm,并形成前驱体溶液A在底、前驱体溶液B在上的有机、无机相分布均一的前驱复合薄膜一;

步骤五:调整第三组刮刀与负极集流体之间的间隙,将前驱体溶液C涂覆到负极集流体上得到前驱复合薄膜二,且前驱体溶液的涂覆厚度为100μm;

步骤六:将前驱复合薄膜一与前驱复合薄膜二通过辊压组合为前驱复合薄膜三,且其中前驱体溶液B和前驱体溶液C相接触;

步骤七:将前驱复合薄膜三经过100℃加热固化36h处理,得到薄膜电极,经卷绕或层叠后得到原位聚合的全固态电池电芯。

此处,正极集流体为铝网,负极集流体为铜网。并且,整个制备过程都是在干燥气体的保护下进行的。

实施例三:

一种全固态电池芯的制备方法,主要包括以下步骤:按质量份数计,

步骤一:将1份丙烯腈,0.001份偶氮二异丁腈,0.2份LiSO2CF3,6份NCA,1份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液A;

步骤二:将1份丙烯腈,0.001份偶氮二异丁腈,0.2份LiSO2CF3,1份BaTiO3搅拌均匀获得聚合物电解质前驱体溶液B;

步骤三:将1份丙烯腈,0.001份偶氮二异丁腈,0.2份LiSO2CF3,6份硅碳复合材料,1份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液C;

步骤四:分别调整两组刮刀与正极集流体之间的间隙,将前驱体溶液A和前驱体溶液B先后涂覆到到正极集流体上,且涂覆的厚度分别为10μm和10μm,并形成前驱体溶液A在底、前驱体溶液B在上的有机、无机相分布均一的前驱复合薄膜一;

步骤五:调整第三组刮刀与负极集流体之间的间隙,将前驱体溶液C涂覆到负极集流体上得到前驱复合薄膜二,且前驱体溶液C的涂覆厚度为10μm;

步骤六:将前驱复合薄膜一与前驱复合薄膜二通过辊压组合为前驱复合薄膜三,且其中前驱体溶液B和前驱体溶液C相接触;

步骤七:将前驱复合薄膜三经过60℃加热固化8h处理,得到薄膜电极,经卷绕或层叠后得到原位聚合的全固态电池电芯;

此处,正极集流体为碳布,负极集流体为碳布。并且,整个制备过程都是在干燥气体的保护下进行的。

实施例四:

一种全固态电池芯的制备方法,主要包括以下步骤:按质量份数计,

步骤一:将1份环氧乙烷,1份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.45份LiB(C2O4)2,0.2份LiClO4,8份富锂,1份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液A;

步骤二:将1份环氧乙烷,1份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.45份LiB(C2O4)2,0.2份LiClO4,0.01份Li2O搅拌均匀获得聚合物电解质前驱体溶液B;

步骤三:将1份环氧乙烷,1份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.45份LiB(C2O4)2,6份硅材料,2份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液C;

步骤四:分别调整两组刮刀间与正极集流体之间的间隙,分别将前驱体溶液A和前驱体溶液B先后涂覆到到正极集流体上,且涂覆的厚度分别为60μm和80μm,并形成前驱体溶液A在底、前驱体溶液B在上的有机、无机相分布均一的前驱复合薄膜一;

步骤五:调整第三组刮刀间隙厚度与负极集流体之间的厚度,将前驱体溶液C涂覆到负极集流体上得到前驱复合薄膜二,且前驱体溶液C的涂覆厚度为10μm;

步骤六:将前驱复合薄膜一与前驱复合薄膜二通过辊压组合为前驱复合薄膜三,且其中前驱体溶液B和前驱体溶液C相接触;

步骤七:将薄膜3经过100℃加热固化36h处理,得到薄膜电极,经卷绕或层叠后得到原位聚合的全固态电池电芯;

此处,正极集流体为不锈钢箔,负极集流体为镍箔。并且,整个制备过程都是在干燥气体的保护下进行的。

实施例五:

一种全固态电池芯的制备方法,主要包括以下步骤:按质量份数计,

步骤一:将2份环氧乙烷,2份丙烯腈,0.005份过氧化二苯甲酰,0.005份偶氮二异丁腈,3份NaN(SO2CF3)2,8份NaxMnO2,1份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液A;

步骤二:将2份环氧乙烷,2份丙烯腈,0.005份过氧化二苯甲酰,0.005份偶氮二异丁腈,1.1份NaN(SO2CF3)2,0.5份SiO2,0.01份ZrO2,搅拌均匀获得聚合物电解质前驱体溶液B;步骤三:将2份环氧乙烷,2份丙烯腈,0.005份过氧化二苯甲酰,0.005份偶氮二异丁腈,0.2份NaN(SO2CF3)2,8份硬碳,1.5份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液C;

步骤四:分别调整两组刮刀与正极集流体之间的间隙,分别将前驱体溶液A和前驱体溶液B先后涂覆到到正极集流体上,且涂覆的厚度分别为55μm和10μm,并形成前驱体溶液A在底、前驱体溶液B在上的有机、无机相分布均一的前驱复合薄膜一;

步骤五:调整第三组刮刀与负极集流体之间的间隙,将前驱体溶液C涂覆到负极集流体上得到前驱复合薄膜二,且前驱体溶液C涂覆的厚度为100μm;

步骤六:前驱复合薄膜一与前驱复合薄膜二通过辊压组合为前驱复合薄膜三,且其中前驱体溶液B和前驱体溶液C相接触;

步骤七:将前驱复合薄膜三经过80℃加热固化24h处理,得到薄膜电极,经卷绕或层叠后得到原位聚合的全固态电池电芯。

此处,正极集流体为不锈钢网,负极集流体为镍网。并且,整个制备过程都是在干燥气体的保护下进行的。

实施例六:

一种全固态电池芯的制备方法,主要包括以下步骤:按质量份数计,

步骤一:将3份甲基丙烯酸甲酯,2份丙烯腈,0.005份过偶氮二异丁腈,3份NaClO4,10份NaxFe(CN)6,2份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液A;

步骤二:将3份甲基丙烯酸甲酯,2份丙烯腈,0.01份过偶氮二异丁腈,3份NaClO4,1份EC搅拌均匀获得聚合物电解质前驱体溶液B;

步骤三:将3份甲基丙烯酸甲酯,2份丙烯腈,0.001份过偶氮二异丁腈,3份NaClO4,10份硅材料,2份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液C;

步骤四:分别调整两组刮刀与正极集流体之间的间隙,分别将前驱体溶液A和前驱体溶液B先后涂覆到到正极集流体上,且涂覆的厚度分别为10μm和55μm,并形成前驱体溶液A在底、前驱体溶液B在上的且有机、无机相分布均一的前驱复合薄膜一;

步骤五:调整第三组刮刀与负极集流体之间的间隙,将前驱体溶液C涂覆到负极集流体上得到前驱复合薄膜二,且前驱体溶液C涂覆的厚度为20μm;

步骤六:将前驱复合薄膜一与前驱复合薄膜二通过辊压组合为前驱复合薄膜三,且其中前驱体溶液B和前驱体溶液C相接触;

步骤七:将前驱复合薄膜三经过100℃加热固化24h处理,得到薄膜电极,经卷绕或层叠后得到原位聚合的全固态电池电芯。

此处,正极集流体为铝网,负极集流体为铜网。并且,整个制备过程都是在干燥气体的保护下进行的。

实施例七:

一种全固态电池芯的制备方法,主要包括以下步骤:按质量份数计,

步骤一:将1份丙烯腈,1份环氧乙烷,1份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.001份过氧化二苯甲酰,0.2份NaSO2CF3,6份NaxCoO2,1份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液A;

步骤二:将1份丙烯腈,1份环氧乙烷,1份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.001份过氧化二苯甲酰,0.2份NaSO2CF3,1份BaTiO3搅拌均匀获得聚合物电解质前驱体溶液B;步骤三:将1份丙烯腈,1份环氧乙烷,1份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.001份过氧化二苯甲酰,0.2份NaSO2CF3,6份硅碳复合材料,1份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液C;

步骤四:分别调整两组刮刀与正极集流体之间的间隙,将前驱体溶液A和前驱体溶液B先后涂覆到到正极集流体上,且涂覆的厚度分别为50μm和100μm,形成前驱体溶液A在底、前驱体溶液B在上的有机、无机相分布均一的前驱复合薄膜一;

步骤五:调整第三组刮刀与负极集流体之间的间隙,将前驱体溶液C涂覆到负极集流体上得到前驱复合薄膜二,前驱体溶液C涂覆的厚度为20μm;

步骤六:将前驱复合薄膜一与前驱复合薄膜二通过辊压组合为前驱复合薄膜三,且其中前驱体溶液B和前驱体溶液C相接触;

步骤七:将前驱复合薄膜三经过60℃加热固化36h处理,得到薄膜电极,经卷绕或层叠后得到原位聚合的全固态电池电芯;

此处,正极集流体为碳布,负极集流体为碳布。并且,整个制备过程都是在干燥气体的保护下进行的。

实施例八:

一种全固态电池芯的制备方法,主要包括以下步骤:按质量份数计,

步骤一:将1份环氧乙烷,0.01份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.45份NaB(C2O4)2,0.2份NaN(SO2CF3)2,8份NaxCu(CN)6,1份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液A;步骤二:将5份环氧乙烷,0.001份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.45份NaB(C2O4)2,0.2份NaN(SO2CF3)2,0.01份ZrO2搅拌均匀获得聚合物电解质前驱体溶液B;

步骤三:将3份环氧乙烷,0.005份甲基丙烯酸甲酯,0.001份三氮化硼乙胺,0.45份NaB(C2O4)2,0.2份NaN(SO2CF3)2,6份硅材料,2份炭黑进行混合,搅拌均匀获得前驱体溶液C;

步骤四:分别调整两组刮刀间与正极集流体之间的间隙,分别将前驱体溶液A和前驱体溶液B先后涂覆到到正极集流体上,且涂覆的厚度分别为60μm和80μm,并形成前驱体溶液A在底、前驱体溶液B在上的且有机、无机相分布均一的前驱复合薄膜一;

步骤五:调整第三组刮刀间隙厚度与负极集流体之间的厚度,将前驱体溶液C涂覆到负极集流体上得到前驱复合薄膜二,且前驱体溶液C涂覆的厚度为10μm;

步骤六:将前驱复合薄膜一与前驱复合薄膜二通过辊压组合为前驱复合薄膜三,且其中前驱体溶液B和前驱体溶液C相接触;

步骤七:将薄膜3经过100℃加热固化36h处理,得到薄膜电极,经卷绕或层叠后得到原位聚合的全固态电池电芯;

此处,正极集流体为碳布,负极集流体为碳布。并且,整个制备过程都是在干燥气体的保护下进行的。

对比例一:

步骤一:在干燥气体保护下,按质量份数计,将8份LFP,1.1份LiN(SO2CF3)2,1.5份炭黑和3份聚环氧乙烷,加入乙腈中,搅拌均匀,获得浆料A;

步骤二:将浆料A均匀地刮涂在铝箔上,加热烘干后,得到正极层;

步骤三:在干燥气体保护下,按质量份数计,将8份石墨,1.1份LiN(SO2CF3)2,1.5份炭黑和3份聚环氧乙烷,加入乙腈中,搅拌均匀,获得浆料B;

步骤四:将浆料B均匀地刮涂在铜箔上,烘干后,得到负极层;

步骤五:在干燥气体保护下,按质量份数计,将3份聚环氧乙烷、1.1份LiN(SO2CF3)2以及0.5份SiO2,加入到乙腈中,搅拌均匀获得溶液C;

步骤六:将浆料C浇筑在聚四氟乙烯模具上,加热蒸干溶剂后成膜,为了保证在揭膜的完整性,需要膜厚度均为50μm。

步骤七:在正极层上,层压上述聚合物电解质薄膜,再层压负极层组装电池。测试电池在60℃条件下电池性能,相比实施例1原位聚合电芯较差的首次放电容量与容量保持率。

对比例二:

步骤一:在干燥气体保护下,按质量份数计,将8份富锂,0.45份LiB(C2O4)2,0.2份LiClO4,1份炭黑,1份聚环氧乙烷和1份聚甲基丙烯酸甲酯,加入乙腈中,搅拌均匀,获得浆料A;步骤二:将浆料A均匀地刮涂在不锈钢箔上,加热烘干后,得到正极层;

步骤三:在干燥气体保护下,按质量份数计,将6份硅,0.45份LiB(C2O4)2,0.2份LiClO4,2份炭黑,1份聚环氧乙烷和1份聚甲基丙烯酸甲酯,加入乙腈中,搅拌均匀,获得浆料B;步骤四:将浆料B均匀地刮涂在镍箔上,烘干后,得到负极层;

步骤五:在干燥气体保护下,按质量份数计,将1份聚环氧乙烷,1份聚甲基丙烯酸甲酯、0.45份LiB(C2O4)2,0.2份LiClO4以及0.01份Li2O,加入到乙腈中,搅拌均匀获得溶液C;步骤六:将浆料C浇筑在聚四氟乙烯模具上,加热蒸干溶剂后成膜,为了保证在揭膜的完整性,需要膜厚度均为50μm。

步骤七:在正极层上,层压上述聚合物电解质薄膜,再层压负极层组装电池。

对比例三:

步骤一:在干燥气体保护下,按质量份数计,将8份NaxCu(CN)6,0.45份NaB(C2O4)2,0.2份NaN(SO2CF3)2,1份炭黑,1份聚环氧乙烷,0.01份聚甲基丙烯酸甲酯,加入乙腈中,搅拌均匀,获得浆料A;

步骤二:将浆料A均匀地刮涂在碳布上,加热烘干后,得到正极层;

步骤三:在干燥气体保护下,按质量份数计,将6份硬碳,0.45份NaB(C2O4)2,0.2份NaN(SO2CF3)2,2份炭黑,3份聚环氧乙烷和0.005份聚甲基丙烯酸甲酯,加入乙腈中,搅拌均匀,获得浆料B;

步骤四:将浆料B均匀地刮涂在碳布上,烘干后,得到负极层;

步骤五:在干燥气体保护下,按质量份数计,将5份聚环氧乙烷,0.001份聚甲基丙烯酸甲酯、0.45份NaB(C2O4)2,0.2份NaN(SO2CF3)2以及0.01份ZrO2,加入到乙腈中,搅拌均匀获得溶液C;

步骤六:将浆料C浇延在聚四氟乙烯模具上,加热蒸干溶剂后成膜,为了保证在揭膜的完整性,需要膜厚度均为50μm。

步骤七:在正极层上,层压上述聚合物电解质薄膜,再层压负极层组装电池。

测试电池的性能:

在60℃条件下测试实施例二至实施例九,以及对比例一至对比例三的全固态电池容量保持率以及电池内阻的变化,如下表二所示,。

表二全固态电池容量保持率及电池内阻的变化

从上表二中可以看出,本发明的全固态电池芯的500次循环后容量保持率都比较的高,同时,将实施例二、实施例五和实施例九分别与对比例一至对比例三进行对比,可以看出本发明的全固态电池芯本身的内阻就比较的小,且500次循环后电池内阻增大量较小,从而也就说明电池芯的界面阻抗基本没有明显增加。因而,用本发明的全固态电池芯生产出来的全固态电池适合多领域进行使用。

实施例十:

一种全固态电池,其主要使用了实施例一全固态电池芯的芯体1,此处芯体1分为层叠式的和卷绕式的两种。如附图2所示,对于芯体1为层叠式的全固态电池而言,其主要包括包裹在电池芯外的铝塑膜2,并且铝塑膜2上带有正极端一3a和负极端一3b,且正极端一3a和负极端一3b分别与正极材料和负极材料相连接。

如附图3所示,对于芯体1为卷绕式的全固态电池而言,其主要包括包裹在芯体1外的外壳4,外壳4的端部也带有正极端二5a和负极端二5b,并且正极端二5a和负极端二5b分别与芯体1的正极材料和负极材料相连接。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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