本發(fā)明涉及鋰電池，特別涉及一種具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法和鋰電池。

背景技術(shù)：

1、隨著社會的不斷發(fā)展，市場對電池性能的需求不斷增加，尤其對能量密度以及安全性能更是尤為關(guān)注。當(dāng)前體系電池的能量密度越來越極限，固態(tài)電池做為當(dāng)前較為前沿的電池體系，可以取代當(dāng)前電池中使用的隔膜以及電解液，從而可大幅度的提高電池的能量密度。相比液態(tài)電池，固態(tài)的安全性能也更強，但電極與電解質(zhì)的固-固界面會產(chǎn)生較大的電阻，會對離子在電池充放電時候的傳輸產(chǎn)生消極的作用。傳統(tǒng)采用原位聚合的方法可大大降低電極與電解質(zhì)的界面電阻，但相比液態(tài)而言還有一定差距，且對常規(guī)原位聚合來說，電解質(zhì)與靠近箔材的活性材料之間幾乎不產(chǎn)生接觸，這也會造成電池內(nèi)阻的增大。因此，傳統(tǒng)原位聚合方法制作的固態(tài)電池存在電池性能較差的技術(shù)問題。

2、故需要提供一種具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法和鋰電池來解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法和鋰電池，有效解決了傳統(tǒng)原位聚合方法制作的固態(tài)電池的電池性能較差的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供一種具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其包括，以下步驟，

3、s1：在電極材料中添加粘接劑和導(dǎo)電劑，并溶解在n-甲基吡咯烷酮中，混合攪拌從而形成漿料，其中，所述電極材料、所述導(dǎo)電劑與所述粘接劑的質(zhì)量比為97:1:2，所述n-甲基吡咯烷酮占所述漿料質(zhì)量的30％-40％；

4、s2：將所述漿料涂敷在集流體上，從而形成極片；

5、s3：將涂敷好的所述極片進行干燥操作，隨后對所述極片進行輥壓，并將所述極片記為標(biāo)記極片；

6、s4：將鋰鹽添加至聚合物中，形成第一溶液，其中，鋰鹽濃度占第一溶液的摩爾比為0.3-2.2mo?l/l，將所述第一溶液攪拌混合均勻，隨后加入引發(fā)劑，得到前驅(qū)體溶液，其中，所述引發(fā)劑的量占鋰鹽和聚合物總質(zhì)量的0.5％-15％；

7、s5：在所述前驅(qū)體溶液中添加表面活性劑，形成活性前驅(qū)體溶液，所述表面活性劑的質(zhì)量占所述活性前驅(qū)體溶液質(zhì)量的0.05％-5％；

8、s6：將所述活性前驅(qū)體溶液滴加在所述標(biāo)記極片上，而且，在30-100℃溫度范圍內(nèi)對所述標(biāo)記極片進行5-300min的高溫靜置操作，得到具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極。

9、在本發(fā)明所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法中，所述電極材料為正極材料，所述正極材料由鈷酸鋰、磷酸鐵鋰或三元材料的一種或者多種混合構(gòu)成。

10、在本發(fā)明所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法中，所述電極材料為負極材料，所述負極材料由石墨、硅、氧化硅、鈦酸鋰等的一種或者多種混合構(gòu)成。

11、在本發(fā)明所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法中，所述集流體為正極集流體，所述正極集流體為鋁箔、復(fù)合鋁箔、腐蝕鋁箔中的任意一種。

12、在本發(fā)明所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法中，所述集流體為負極集流體，所述負極集流體為銅箔。

13、在本發(fā)明所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法中，所述聚合物由聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、乙二醇甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚、三甘醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸三亞甲基酯、1,3,5-三氧六環(huán)、等的一種或者多種混合構(gòu)成。

14、在本發(fā)明所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法中，鋰鹽由于二氟草酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、二氟二草酸磷酸鋰、六氟磷酸鋰等的一種或多種混合構(gòu)成。

15、在本發(fā)明所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法中，所述引發(fā)劑由偶氮二異丁腈、三氟甲基磺酸鋁的一種或多種混合構(gòu)成。

16、在本發(fā)明所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法中，所述表面活性劑使用硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、季氨化物、氨基酸型、脂肪酸甘油酯、脂肪醇聚氧乙酸醚硫酸鋰、烷基苯磺酸鋰、烷基甘油醚磺酸鋰、全氟烷基聚氧乙烯醇類表面活性劑等的一種或多種混合構(gòu)成。

17、一種鋰電池，其包括由上述任一項制備方法制得的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極。

18、本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果為：本發(fā)明提供一種含聚合物固態(tài)電解質(zhì)的鋰電池的制備方法，該制備方法可在前驅(qū)體溶液中加入一定量的表面活性劑。該表面活性劑可以降低液體表面張力，從而使得活性前驅(qū)體溶液易于在電極中進行浸潤。因此，在引發(fā)劑引發(fā)聚合時，電解質(zhì)可以兼顧靠近箔材側(cè)的電極。因而相比常規(guī)方式，該制備方法可提高離子在電極種的傳輸速度，進而有效地提高了電池的性能。有效解決了傳統(tǒng)原位聚合方法制作的固態(tài)電池的電池性能較差的技術(shù)問題。

技術(shù)特征：

1.一種具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，所述電極材料為正極材料，所述正極材料由鈷酸鋰、磷酸鐵鋰或三元材料的一種或者多種混合構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，所述電極材料為負極材料，所述負極材料由石墨、硅、氧化硅、鈦酸鋰等的一種或者多種混合構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，所述集流體為正極集流體，所述正極集流體為鋁箔、復(fù)合鋁箔、腐蝕鋁箔中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，所述集流體為負極集流體，所述負極集流體為銅箔。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，所述聚合物由聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、乙二醇甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚、三甘醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸三亞甲基酯、1,3,5-三氧六環(huán)、等的一種或者多種混合構(gòu)成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，鋰鹽由于二氟草酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、二氟二草酸磷酸鋰、六氟磷酸鋰等的一種或多種混合構(gòu)成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑由偶氮二異丁腈、三氟甲基磺酸鋁的一種或多種混合構(gòu)成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑使用硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、季氨化物、氨基酸型、脂肪酸甘油酯、脂肪醇聚氧乙酸醚硫酸鋰、烷基苯磺酸鋰、烷基甘油醚磺酸鋰、全氟烷基聚氧乙烯醇類表面活性劑等的一種或多種混合構(gòu)成。

10.一種鋰電池，其特征在于，其包括由權(quán)利要求1-9中任一項制備方法制得的具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極的制備方法和鋰電池，步驟S1為在電極材料中添加粘接劑和導(dǎo)電劑，并溶解在N?甲基吡咯烷酮中，混合攪拌形成漿料。步驟S2為將漿料涂敷在集流體上，形成極片。步驟S3為將涂敷好的極片進行干燥操作，隨后對極片進行輥壓，并將極片記為標(biāo)記極片。步驟S4為將鋰鹽添加至聚合物中，形成第一溶液。將第一溶液攪拌混合均勻，加入引發(fā)劑，得到前驅(qū)體溶液。步驟S5為在前驅(qū)體溶液中添加表面活性劑，形成活性前驅(qū)體溶液。步驟S6為將活性前驅(qū)體溶液滴加在標(biāo)記極片上，在30?100℃溫度范圍內(nèi)對標(biāo)記極片進行5?300mi?n的高溫靜置操作，得到具有聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電極。

技術(shù)研發(fā)人員：周攀,何星星
受保護的技術(shù)使用者：路華置富電子（深圳）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2