双极性固态锂/锂离子电池及其制备方法与流程

文档序号:32445049发布日期:2022-12-06 23:41阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种双极性固态锂/锂离子电池,其特征在于:包括电池壳组、固态电解质片、双侧喷涂固态电解质浆料的正极极片、正极侧喷涂固态电解质浆料或双侧喷涂固态电解质浆料的双极性极片、双侧喷涂固态电解质浆料或不喷涂固态电解质浆料的负极极片;所述固态电解质片和固态电解质浆料所用的固态电解质为聚氧化乙烯基聚合物固态电解质,以聚氧化乙烯为基体,成分包括聚氧化乙烯、锂盐、增塑剂和溶剂;所述增塑剂由增塑剂ⅰ和增塑剂ⅱ组成,其中增塑剂ⅰ是阴离子为双氟磺酰亚胺型离子液体,添加量占聚氧化乙烯重量的0.1~40%;增塑剂ⅱ是阴离子为双三氟甲基磺酰亚胺型离子液体,添加量占聚氧化乙烯重量的0.1~60%。2.根据权利要求1所述的双极性固态锂/锂离子电池,其特征在于:所述锂盐分子式为(c
n
f
2n+1
)(c
m
f
2m+1
)lino4s2,9≥n≥0,9≥m≥0;锂盐添加量占聚氧化乙烯重量的10~50%。3.根据权利要求1所述的双极性固态锂/锂离子电池,其特征在于:所述增塑剂ⅰ为n-甲基-n-丙基哌啶氟磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑氟磺酰亚胺盐、n-甲基丙基吡咯烷氟磺酰亚胺盐、n,n-二乙基-(n-甲氧乙基)-甲基铵氟磺酰亚胺盐中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的双极性固态锂/锂离子电池,其特征在于:所述增塑剂ⅱ为n-甲基-n-丙基哌啶双(三氟甲基磺酰)亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺盐、n-甲基丙基吡咯烷双(三氟甲基磺酰)亚胺盐、n,n-二乙基-(n-甲氧乙基)-甲基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺盐中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的双极性固态锂/锂离子电池,其特征在于:所述溶剂为二甲基甲酰胺、二氯乙烷、丙酮中的一种或多种,溶剂的用量占聚氧化乙烯重量的0~100倍。6.根据权利要求1所述的双极性固态锂/锂离子电池,其特征在于:所述正极极片的集流体带有极耳,集流体厚度为0.01~0.015mm,集流体材质为铝,双侧均涂覆正极活性物质。7.根据权利要求1所述的双极性固态锂/锂离子电池,其特征在于:所述双极性极片的集流体没有极耳,集流体厚度为0.01~0.015mm,集流体材质为铜铝复合材料,铜层厚度占集流体总厚度的40~60%,其中铝一侧涂覆正极活性物质作为正极,铜一侧涂覆负极活性物质或者磁控溅射锂作为负极。8.根据权利要求1所述的双极性固态锂/锂离子电池,其特征在于:所述负极极片的集流体带有极耳,集流体厚度为0.01~0.015mm,集流体材质为铜,双侧均涂覆负极活性物质或者均磁控溅射锂。9.一种权利要求1-8任一项所述的双极性固态锂/锂离子电池的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)固态电解质制备:在氩气氛围中,将聚氧化乙烯粉末溶解在溶剂中,再依次加入锂盐搅拌溶解,加入增塑剂搅拌溶解,得到固态电解质浆料;将得到的固态电解质浆料倒入聚四氟乙烯模具中,依次进行自然干燥和真空干燥,然后脱模,裁切,得到固态电解质片;(2)在正极极片双侧喷涂固态电解质浆料,单侧喷涂厚度为0.001~0.005mm,喷涂完成后10~30s后干燥,裁切备用;(3)在双极性极片正极侧或双侧喷涂固态电解质浆料,单侧喷涂厚度为0.001~0.005mm,喷涂完成后10~30s后干燥,裁切备用;(4)在负极极片双侧喷涂固态电解质浆料,单侧喷涂厚度为0.001~0.005mm,喷涂完成后10~30s后干燥,裁切备用;或者在负极极片双侧不喷涂固态电解质浆料,直接裁切备用;
(5)按照正极极片、固态电解质片、双极性极片、固态电解质片、双极性极片、固态电解质片、负极极片、固态电解质片的顺序,采用叠片或者卷绕的方式进行紧装配,然后进行极群打包、极耳焊接、入壳、封装,最后进行热处理和化成,得到双极性固态锂/锂离子电池。10.根据权利要求9所述的双极性固态锂/锂离子电池的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,自然干燥温度为25~35℃,时间为3~5d;真空干燥分2个阶段,第1阶段,35~45℃干燥2~4d;第2阶段,45~55℃干燥3~5d。

技术总结
本发明属于锂电池技术领域,具体涉及一种双极性固态锂/锂离子电池及其制备方法。所述双极性固态锂/锂离子电池,包括电池壳组、固态电解质、正极侧喷涂固态电解质浆料或双侧喷涂固态电解质浆料的双极性极片、双侧喷涂固态电解质浆料或不喷涂固态电解质浆料的负极极片;所述固态电解质为聚氧化乙烯基聚合物固态电解质,以聚氧化乙烯为基体,成分包括聚氧化乙烯、锂盐、增塑剂和溶剂;所述增塑剂由增塑剂Ⅰ和增塑剂Ⅱ组成,其中增塑剂Ⅰ是阴离子为双氟磺酰亚胺型离子液体,增塑剂Ⅱ是阴离子为双三氟甲基磺酰亚胺型离子液体。本发明的双极性固态锂/锂离子电池,从实质上解决了电解液串格问题,从而提高倍率放电性能和延长电池的使用寿命。寿命。寿命。


技术研发人员:单颖会 林双 吴涛 战祥连 张兵 徐艳 赵艳红 李振铎 张传乐 王英健
受保护的技术使用者:淄博火炬能源有限责任公司
技术研发日:2022.09.16
技术公布日:2022/12/5
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