一凝胶膜，随后将凝胶膜与所述正极极片和/或所述负极极片一同浸入所述电解液D中或 将所述电解液D注入所述凝胶膜中，可为制备凝胶电解质电忍提供所需凝胶电解质膜结构。 采用本发明中所提供的方法，凝胶电解质易在极片表面原位生成，二者相容性好，可获得具 有较高驻液量的凝胶电解质膜，并使所述凝胶膜与所述极片(含所述正极极片和/或所述负 极极片)之间具有较优的界面相容性，且使其界面阻抗较小，所述凝胶膜的机械强度较大， 可利于所述凝胶电解质电忍的制备。此外，将所述混合物C与电解液D分别制备，可使获得的 凝胶膜的结构及其与所述极片的界面结合效果可达到最优的反应条件，W提高所述凝胶电 解质电忍的良率。
[0283] (2)本发明所提供的凝胶电解质电忍的制备方法中，进一步对所述混合液C与电解 液D的组分比例进一步的限定，W提供更优的组分比例。
[0284] (3)在本发明所提供的凝胶电解质电忍的制备方法中，进一步包括将上述混合液C 涂覆在所述正极极片和/或所述负极极片至少一表面上并形成所述凝胶膜的制备过程，其 中对制备所述凝胶膜的真空烘干时间、溫度、气压进行了限定，在限定的时间范围内，所制 备获得的凝胶膜可具有更优的结构形态且与所述极片之间具有更有的界面相容性，且可利 于电解液D的吸附。
[0285] (4)在本发明中进一步提供了两种制备所述凝胶电解质电忍的方法，其中，一种是 先将所述凝胶膜制备获得含驻液的凝胶电解质膜后，再将至少一所述正极极片、至少一所 述负极极片与至少一所述含驻液的凝胶电解质膜进行组装获得凝胶电解质电忍;另一种是 现将所述至少一所述正极极片、至少一所述负极极片与至少一所述凝胶膜进行组装获得未 注液的电忍后，再向所述未注液的电忍中注入所述电解液D。采用上述两种方法，均可获得 具有较优电化学性能的凝胶电解质电忍。
[0286] (5)在本发明所提供的凝胶电解质电忍的制备方法中，进一步对所述高分子聚合 物、所述有机溶剂及所述复合裡盐进行类型的限定，采用本发明所提供的所述高分子聚合 物、所述有机溶剂及所述复合裡盐，可减小在制备所述凝胶电解质电忍的过程中，对环境如 溫度、压力的要求。
[0287] (6)本发明所提供的凝胶电解质电忍，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涂覆于所述正极极 片和/或所述负极极片的至少一表面上形成凝胶膜，所述凝胶膜浸入或注入所述电解液DW 形成所述含驻液的凝胶电解质膜;所制备获得的含驻液的凝胶电解质膜与所述极片之间的 界面相容性好，吸液量大，电池循环性能好、倍率性能好。
[0288] (7)本发明所提供的凝胶电解质电忍中，所述凝胶膜与所述含驻液的凝胶电解质 膜均为具有一定形态的多孔网状结构，且所述含驻液的凝胶电解质膜具有较大的机械强 度，可进行卷绕工艺生产，
[0289] (8)本发明中所提供的凝胶聚合物裡离子电池的制备方法及采用上述方法获得的 凝胶聚合物裡离子电池，所述凝胶聚合物裡离子电池包括可吸收所述电解液D的凝胶膜，采 用本发明中所提供的方法，可获得具有较高驻液的凝胶电解质膜，并使所述凝胶膜与所述 极片(含所述正极极片和/或所述负极极片)之间具有较优的界面相容性，且使其界面阻抗 较小，所述凝胶膜的机械强度较大，还可进一步提高电池的安全性能，且可提高电池的循环 性能。所述含驻液的凝胶电解质膜的电导高率，可达到3~7Xl(T 3mS/cm，电化学窗口较宽。
[0290] (9)本发明所提供的凝胶聚合物裡离子电池具有较优的加工性能，可根据需要加 工成任意形状，且可省去传统裡离子电池卷绕隔膜、注液的工艺流程，其制备工艺简单、原 材料便宜、对电池的生产环境要求低、节约成本、生产效率较高。采用本发明所提供的制备 方法所制备获得的凝胶聚合物裡离子电池具有较优的安全性能，在采用剪刀将充满电且容 量为2Ah的电池从中间剪开，所述凝胶聚合物裡离子电池不起火，不冒烟，且无液体流出，因 此安全性好。且具有较优异的电化学性能，安全性好，并且连接于所述凝胶聚合物裡离子电 池上的小风扇，仍能继续工作。
[0291] (10)本发明中所提供的电动车，其包括凝胶聚合物裡离子电池，所述凝胶聚合物 裡离子电池具有较优的加工性能，可根据用途设计成任意形状，且工艺简单，原材料便宜， 对生产环境要求低，成本低，可利于工业的大量生产，此外，本发明所提供的电动车安全性 好，使用寿命长。
[0292] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的原 则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于:提供正极极片及负极极片，制备混合 液C与电解液D;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;及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芯； 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 锂盐、增塑剂及电解液添加剂。2. 如权利要求1中所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于：以所述混合液C与所 述电解液D的总质量为100%，所述混合液C包括如下的组分:高分子聚合物:0.1 %~80%， 有机溶剂：10%~99%及混合液添加剂:0%~50% ;所述电解液D包括如下的组分:复合锂 盐:0.1 %~50%;增塑剂:0.5%~89%;及电解液添加剂:0%~50%。3. 如权利要求1中所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于：以所述混合液C与所 述电解液D的总质量为100%，所述混合液C包括如下的组分:高分子聚合物:0.1 %~20%， 有机溶剂:60%~90%及混合液添加剂:0%~10% ;所述电解液D包括如下的组分:复合锂 盐:0.1 %~20%;增塑剂:5%~20%;电解液添加剂:0%~10%。4. 如权利要求1中所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于: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具体包括： 将所述混合液C涂覆于所述正极极片和/或所述负极极片至少一表面上;及 待所述混合液C涂覆完成后，将涂覆有所述混合液C的所述正极极片和/或所述负极极 片进行真空烘干操作，烘干温度为_l〇°C~120°C，压力为_5Mpa~5Mpa，烘干时间为30s~ 24h，烘干完成后形成所需凝胶膜。5. 如权利要求4中所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于:在所述真空烘干操作 过程中设置自动换气〇~100次。6. 如权利要求1中所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于:将表面生长有凝胶膜 的所述正极极片和/或所述负极极片浸入所述电解液D中的浸泡时间为Is~24h，待所述凝 胶膜吸收所述电解液D完全后，得到含驻液的凝胶电解质膜。7. 如权利要求1中所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于:将所述负极极片和/ 或所述正极极片组装为未注液电芯；其中，至少一所述负极极片或至少一所述正极极片上 形成有所述凝胶膜，在所述未注液电芯中注入所述电解液D，所述凝胶膜吸收所述电解液D。8. 如权利要求6或7中所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于：至少一所述负极 极片与至少一所述正极极片以交替叠片设置。9. 如权利要求1~7中任一项所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于:所述高分 子聚合物包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟 乙烯、聚丙烯腈、偏氟乙烯~六氟丙烯共聚物、聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯或热塑性丙烯酸树 脂中的一种或几种； 所述有机溶剂包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢 呋喃或乙酸乙酯中的一种或几种;及 所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、四氯铝酸锂、双三氟甲 烷磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、二草酸硼酸锂、氯代四氟硼酸锂、草酸二氟硼酸锂、全氟甲 基磺酸锂、氟化锂、碳酸锂或氯化锂中的一种或几种。10. -种凝胶电解质电芯，其特征在于:所述凝胶电解质电芯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； 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 锂盐、增塑剂及电解液添加剂。11. 如权利要求10中所述凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于:所述凝胶膜为多孔 网状结构，所述凝胶膜的厚度为1〇μπι~200μπι。12. -种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:提供至少一 正极极片及至少一负极极片；制备混合液C与电解液D;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;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芯;及将所述凝 胶电解质电芯制成所需的凝胶聚合物锂离子电池； 其中，所述混合液C包括液态混合物Α与液态混合物Β，所述液态混合物Α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 锂盐、增塑剂及电解液添加剂。13. 如权利要求12中所述凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于: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之前，将所述正极极片和/或所述负极 极片进行裁切与预处理。14. 一种凝胶聚合物锂离子电池，其特征在于：其包括凝胶电解质电芯，所述凝胶电解 质电芯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； 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 锂盐、增塑剂及电解液添加剂。15. -种电动车，其特征在于:包括如权利要求14中所述凝胶聚合物锂离子电池。
【专利摘要】本发明提供一种凝胶电解质电芯、凝胶聚合物锂离子电池及其制备方法，及电动车，其包括制备混合液C与电解液D；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；及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，所述含驻液的凝胶电解质膜用以制备凝胶电解质电芯。本发明所提供的凝胶电解质电芯、凝胶聚合物锂离子电池及电动车所包括的凝胶电解质膜的吸液量高，电导率可达到3～7×10-3S/cm，电化学窗口范围宽。所述凝胶聚合物锂离子电池及电动车的安全性能高。
【IPC分类】H01M10/0565, H01M10/0525, H01M10/058, B60L11/18
【公开号】CN105703004
【申请号】CN201610201104
【发明人】牟成旭, 向勇, 夏立, 蒲万锦, 贺金味
【申请人】成都国珈星际固态锂电科技有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月31日