凝胶电解质电芯、凝胶聚合物锂离子电池及其制备方法,及电动车的制作方法_4

文档序号:9923059阅读:来源:国知局
酸甲苯醋和碳酸二苯醋;
[0076] f)二茂铁、联苯、3-氯甲氧基苯及环己基苯等。
[0077] 所述防过充添加剂的用量占所述混合液C与电解液D总质量之比进一步为: 0.001% ~10 %'1.2% ~9.6%'1.5% ~9.5%'1.5% ~8.5%'1.6% ~7.6%'2.6% ~ 6.8%、6.9%~9.8%、7.8%~9.6%、8.2%~9.2%、5%~8%或9.1 %~9.9%等,在本发 明一些更优的实施例中,所述防过充添加剂的用量占所述混合液C与电解液D总质量之比具 体可为:0.001%、0.007%、0.016%、0.023%、0.031%、0.041%、0.065%、0.0985%、 0.21%、0.49%、0.85%、1.0%、2.3%、2.6%、2.7%、3%、3.2%、3.9%、4.1%、4.7%、 5.1%、5.4%、5.9%、6.6%、6.9%、7.1%、7.6%、7.9%、8%、8.6%、8.7%、9.1%、9.5%、 9.8%、9.9% 或 10%。
[0078] 本发明第二实施例提供一种凝胶电解质电忍,其包括至少一正极极片、至少一负 极极片及至少一含驻液的凝胶电解质膜,所述含驻液的凝胶电解质膜由混合液C在所述正 极极片和/或所述负极极片的至少一表面上形成凝胶膜后吸收电解液D形成;
[0079] 其中,所述混合液C包括液态混合物A与液态混合物B,所述液态混合物A包括高分 子聚合物与有机溶剂,所述液态混合物B包括有机溶剂及混合液添加剂;所述电解液D包括 复合裡盐、增塑剂及电解液添加剂。
[0080] 其中,所述高分子聚合物、有机溶剂、复合裡盐、混合液添加剂及电解液添加剂的 组分选择及其用量与本发明第一实施例中相同,在此不再寶述。
[0081] 在本实施例中,所述凝胶膜为多孔网状结构,所述凝胶膜的厚度为IOwii~200WI1。 所述凝胶膜的电解液驻留量最高可达到95%,可见,本发明中所提供的所述凝胶膜的吸液 性能较优。
[0082] 本发明第=实施例提供一种凝胶聚合物裡离子电池的制备方法,包括如下的步 骤:提供至少一正极极片及至少一负极极片,
[0083] 步骤Tl,制备混合液C与电解液D;
[0084] 步骤T2,至少利用所述混合液C在所述正极极片和/或所述负极极片的至少一表面 上形成凝胶膜;
[0085] 步骤T3,所述凝胶膜吸收所述电解液D形成含驻液的凝胶电解质膜,将所述含驻液 的凝胶电解质膜进一步制成凝胶电解质电忍;及
[0086] 步骤T4,将所述凝胶电解质电忍制成所需的凝胶聚合物裡离子电池;
[0087] 其中,所述混合液C包括液态混合物A与液态混合物B,所述液态混合物A包括高分 子聚合物与有机溶剂,所述液态混合物B包括有机溶剂及混合液添加剂;所述电解液D包括 复合裡盐及电解液添加剂。
[0088] 在本发明另外的一些实施例中,上述提供至少一正极极片及至少一负极极片与上 述步骤Tl之间的先后顺序不受限制,如可为先制备混合液C与电解液D后,再提供正极极片 与负极极片。
[0089] 上述步骤Tl~步骤T3针对反应步骤、反应条件的限定与本发明第一实施例中步骤 Sl~步骤S3相同,在此不再寶述。
[0090] 需要说明的是,在上述步骤T2之前,还包括将所述正极极片和/或所述负极极片进 行裁切与预处理,其中,预处理包括对所述正极极片和/或所述负极极片进行不同尺寸裁 切、高溫除水、除杂操作等处理。
[0091] 在本发明一些较优的实施例中,所述步骤T4中包括将封装好的电忍经过静置、化 成、整形、除气得到凝胶聚合物裡离子电池。
[0092] 本发明的第四实施例提供一种凝胶聚合物裡离子电池,其包括凝胶电解质电忍, 所述凝胶电解质电忍包括至少一正极极片、至少一负极极片及至少一含驻液的凝胶电解质 膜,所述含驻液的凝胶电解质膜由混合液C在所述正极极片和/或所述负极极片的至少一表 面上形成凝胶膜后吸收电解液D形成;
[0093] 其中,所述混合液C包括液态混合物A与液态混合物B,所述液态混合物A包括高分 子聚合物与有机溶剂,所述液态混合物B包括有机溶剂及混合液添加剂;所述电解液D包括 复合裡盐及电解液添加剂。
[0094] 在本实施例中,上述形成在所述正极极片和/或所述负极极片表面的所述含驻液 的凝胶电解质膜与其所附着的极片(可为正极极片和/或负极极片)之间形成含驻液的凝胶 电解质膜与极片的复合体。
[00M]在本发明中,所述混合液C与电解液D的各组分的添加顺序不受限制。
[0096] 在本实施例中,其中,在本实施例中,获得所述凝胶电解质电忍的过程与本发明第 一实施例中所提供的凝胶电解质电忍的制备方法相同,在此不再寶述。
[0097] 在本实施例一些较优的实施方式中,所述凝胶膜浸入所述电解液D或将所述电解 液D注入所述凝胶膜W形成所述含驻液的凝胶电解质膜;将所述凝胶电解质电忍制成所需 的凝胶聚合物裡离子电池。具体的制备方法可参照本发明第=实施例中所提供的凝胶聚合 物裡离子电池的制备方法进行制备。
[0098] 本发明的第五实施例提供一种电动车,包括采用如本发明第四实施例中所述凝胶 聚合物裡离子电池。
[0099] 采用本发明所提供的所述凝胶电解质电池制备获得的电动车,其使用寿命更长, 且其安全性能会更高。
[0100] 为了对本发明中所提供的凝胶聚合物裡离子电池及其制备方法的效果进行进一 步的验证,本发明提供如下的实验组与比较组:
[0101] 实验组1:
[0102] 制备所述凝胶聚合物裡离子电池的步骤如下:
[0103] 混合液C的制备:
[0104] 分别按照如下液态混合液A与液态混合液B的组分配比分别W溫度为25°C之下超 声揽拌12h,待混合均匀后,将所述液态混合液A与所述液态混合液B混合,并在溫度为25°C 之下继续超声揽拌12h,从而形成混合液C。
[0105] W所述混合液C与所述电解液D之和的总质量为100%,所述液态混合液A的组分配 比如下:
[0106] 四氨巧喃:34%;
[0107] 聚苯乙締:5%;
[010引聚乙締:5%;
[0109] 在本实验组中,四氨巧喃为有机溶剂,聚苯乙締、聚乙締为高分子聚合物。
[0110] 所述液态混合液B的组分配比如下:
[0111] 碳酸二甲醋:15%;
[0112] 碳酸乙締醋:5%;
[0113] 抗氧化剂1010:2%;
[0114] 润湿剂化 nviroGem360):1.8%;
[0115] 二氧化娃:4%;
[0116] 将上述配置成的混合液C在一负极极片两侧上均匀涂覆,所述负极极片的材料为 石墨。
[0117] 将涂覆完成的所述负极极片置于真空烘箱中,将所述真空烘箱的溫度设置在70 °C,其真空度设置为-0.09Mpa,时间设置为lOmin,在进行真空烘箱过程中设置自动换气1 次。待所述混合液C中的有机溶剂(本实验组中为四氨巧喃)完全挥发,则在所述负极极片表 面生长一层厚度为50WI1的凝胶膜,得到所需的凝胶膜与所述负极极片形成所述凝胶膜。
[0118] 进一步配置电解液D,其中,所述电解液D的组分配比分别在溫度为25°C之下超声 揽拌12h。
[0119] 电解液D的组分配比如下:
[0120] 碳酸二甲醋:5%;
[0121] 碳酸乙締醋:4%;
[0122] 四氨巧喃:10%;
[0123] 亚硝酸甲胺:1.5%;
[0124] 全氣甲基横酸裡:7%;
[0125] 润湿剂化nviroGem360) :0.2% ;
[0126] 憐酸 S 下醋:0.5%;
[0127] 将所述凝胶膜浸润于所述电解液D中,浸润时间为Imin,在所述负极极片上形成一 层厚度为55WI1的含驻液的凝胶电解质膜;
[0128] 在本实施例中,采用钻酸裡作为正极极片,所述正极极片与本实验组中所制备获 得的所述含驻液的凝胶电解质膜进行交替叠片组装,制备成含凝胶电解质的裸电忍。
[0129] 将所述含凝胶电解质的裸电忍入壳/袋、封口、经过化成,整形,除气得到凝胶聚合 物裡离子电池。
[0。0] 实验组2:
[0131] 本实验组与实验组1的区别在于:
[0132] 混合液C由如下组分配比的液态混合液A与液态混合液B组成;
[0133] 其中,液态混合液A的组分配比如下:
[0134] N-甲基化咯烧酬:40%;
[0135] 聚偏氣乙締:12%;
[0136] 偏氣乙締-六氣丙締共聚物:2% ;
[0137] 液态混合液B的组分配比如下:
[013引碳酸二乙醋:6%;
[0139] 碳酸二甲醋:4%;
[0140] 碳酸乙締醋:3%;
[0141] 抗氧化剂 B900:2%;
[0142] 氣表面活性剂(FS3100) :0.2%;
[0143] S 氧化二侣:3%;
[0144] 采用所述液态混合液A与所述液态混合液B进行混合后获得混合液C,利用混合液C 进一步在所述负极极片表面形成一凝胶膜。
[0145] 将所述凝胶膜与所述负极极片的复合体、钻酸裡正极极片进行交替叠片组装成裸 电忍;
[0146] 电解液D的组分配比如下:
[0147] 碳酸二乙醋:6%;
[014引碳酸二甲醋:4%;
[0149]碳酸乙締醋:2%;
[01加]亚硝酸甲胺:1.1%;
[0151] 四氣棚酸裡:13.3%;
[0152] 润湿剂化nviroGem360) :0.4% ;
[0153] 联苯:1%;
[0154] 将所述电解液D注入为注液的电忍中,其中,所述电解液D的注液量为IAh注液3ml, 所述凝胶膜吸收所述电解液D后,形成一层厚度为50WI1的含驻液的凝胶电解质膜,所述含驻 液的凝胶电解质膜覆盖在所述负极极片上。
[01巧]实验组3:
[0156] 本实验组与实验组1的区别在于:
[0157] 液态混合液A的组分配比如下:
[015引二甲基亚讽:23%;
[0159] 热塑性丙締酸树脂:11%;
[0160] 聚乙締:7%;
[0161] 其它配方与步骤与实验组1中相同。
[016。 实验组4:
[0163] 本实验组与实验组1的区别在于:
[0164] 液态混合液A的组分配比如下:
[01化]二甲基甲酯胺:36%;
[0166] 聚偏氣乙締:1%;
[0167] 偏氣乙締-六氣丙締共聚物:3% ;
[0168] 其它配方与步骤与实验组1中相同。 [01~]实验组5:
[0170]本实验组与实验组1的区别在于: [0171 ]液态混合液B的组分配比如下:
[0172]
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