專利名稱：一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池及其制備方法，尤其涉及一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池及其制 備方法，屬于全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備技術(shù)和鋰離子電池領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
與其它化學(xué)電源相比，鋰離子二次電池具有許多優(yōu)異的性能，如能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、開路電壓高、無(wú)記憶效應(yīng)、安全無(wú)污染等，經(jīng)過(guò)近二十年的飛速發(fā)展，已廣泛的應(yīng)用在移動(dòng)電話、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜式設(shè)備領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著鋰離子電池能量密度的進(jìn)一步提高，其應(yīng)用領(lǐng)域正逐步拓展到航空航天、衛(wèi)星、導(dǎo)彈電動(dòng)汽車等高技術(shù)領(lǐng)域，因此，電池的安全性至關(guān)重要。目前已商品化的鋰離子電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常包括正極和負(fù)極以及含有鋰鹽的液態(tài)電解質(zhì)和隔離正負(fù)極的離子交換膜組成。眾所周知，大量的有機(jī)液態(tài)電解液的存在，不僅增加了電池漏液的風(fēng)險(xiǎn)，而且將加速電池在濫用條件下熱失控的速率，進(jìn)而引起電池起火或爆炸，存在嚴(yán)重的安全隱患。采用全固態(tài)電解質(zhì)作為鋰離子電池的電解質(zhì)是提高電池安全性的重要方法，目前，全固態(tài)電解質(zhì)主要包括兩大類一是無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)，如LISICON、NASIC0N結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)、LiX, Li3N及其衍生物等，但是在常溫下該類電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率一般比有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率低3 5個(gè)數(shù)量級(jí)，意味著電池不能大倍率充放電，因此大大的限制其在鋰電池中的應(yīng)用；二是有機(jī)固體電解質(zhì)，如聚醚系(PE0)，該類電解質(zhì)能夠和鋰鹽形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，易于實(shí)現(xiàn)離子的傳導(dǎo)，另外由于聚合物材料本身具有較高的塑性和易于成膜等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于各種形狀的鋰離子電池，然而由于PEO與鋰鹽形成的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)在室溫時(shí)具有較高的結(jié)晶相，所形成的電解質(zhì)也只能在高溫下才能使用，因此其實(shí)際應(yīng)用受到限制。常用來(lái)降低PEO結(jié)晶度的方法是加入有機(jī)液體增塑劑，液體增塑劑的加入雖然提高了全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率，但同時(shí)也破壞了電解質(zhì)的機(jī)械性能以及增加其與鋰負(fù)極材料的活性，降低了電池的壽命(H. J. Walls, J. Zhou, J. A. Yerian, etal. J. Power Sources,2000，89，(2) :156_162)0近年來(lái)，為了改善全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的力學(xué)性能和離子電導(dǎo)率，在全固態(tài)聚合物電解質(zhì)中加入無(wú)機(jī)材料顆粒，如中國(guó)專利CN03136183. 8將無(wú)機(jī)氧化物(蒙脫石、SiO2或ZnO)加入到聚氧化乙烯固態(tài)電解質(zhì)中(PE0)，制備了電導(dǎo)率約為3X10_4S/cm (60°C條件下)的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)；中國(guó)專利CN200610036632. 9將改性的介孔分子篩加入到聚氧化乙烯固態(tài)電解質(zhì)中(PE0)，制備了電導(dǎo)率約為lXl(T4S/cm (60°C條件下)的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。但是，上述現(xiàn)有技術(shù)的全固態(tài)電解質(zhì)及其制備方法存在如下的缺陷首先，聚氧化乙烯固態(tài)電解質(zhì)在室溫下具有較高的結(jié)晶度，因此電解質(zhì)室溫下離子電導(dǎo)率較低；其次，為了改善離子電導(dǎo)率低和力學(xué)性能不好的問(wèn)題，需要添加大量的無(wú)機(jī)納米填料，眾所周知，納米顆粒難分散易團(tuán)聚，不僅影響電解質(zhì)的一致性而且不利于規(guī)模生產(chǎn)；最后，該體系的全固態(tài)電解質(zhì)還存在熱穩(wěn)定性不好和電化學(xué)穩(wěn)定性低的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中全固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率低、力學(xué)性能不好等缺陷，提供一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，使得復(fù)合全固態(tài)聚合電解質(zhì)鋰離子電池在常溫下離子電導(dǎo)率高、機(jī)械性能好、熱穩(wěn)定性好且電化學(xué)穩(wěn)定性。本發(fā)明另外一個(gè)目的是提供上述復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池的一種制備方法，使得制備出來(lái)的上述復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池具有一致性高、穩(wěn)定性好并且生產(chǎn)效率高。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述的極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)包括二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物P (DMS-C0-E0)、鋰鹽和納米無(wú)機(jī)填料。本發(fā)明所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物P(DMS-CO-EO)中的二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為3 :7 7 :3。本發(fā)明所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物P(DMS-CO-EO)的數(shù)均分子量為5 X IO5 1X106。本發(fā)明所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物P(DMS-CO-EO)與鋰鹽中0原子與Li原子的質(zhì)量比為6 25:1，所述的納米無(wú)機(jī)填料占鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總質(zhì)量的5 10%。本發(fā)明所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、全氟丁基磺酸鋰、鋁酸鋰、氯鋁酸鋰、氟代磺酰亞胺鋰、氯化鋰和碘化鋰中的一種或任意比例的多種。上述鋰鹽優(yōu)選為高氯酸鋰和氟代磺酰亞胺鋰中的一種或者任意比例混合的兩種。本發(fā)明所述的納米無(wú)機(jī)填料為氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、三氧化二鋁(Al2O3)和氧化鎂(MgO)中的一種或任意比例的多種。上述無(wú)機(jī)填料的粒徑為30 70nm。一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，工藝步驟包括常規(guī)的正極漿料和負(fù)極衆(zhòng)料制備、正極和負(fù)極制備、復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備、熱處理、熱封、一次化成、二次熱處理和分容，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備具體為
A、將鋰鹽加入到乙腈溶劑中，攪拌至溶解；(任意比例)
B、將納米無(wú)機(jī)填料加入到步驟A溶液中，超聲分散后攪拌形成漿料；
C、在步驟B所制備的漿料中加入二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物P(DMS-C0-E0)，攪拌，形成懸浮液；
D、將步驟C中的懸浮液涂覆在電池正極表面、電池負(fù)極表面或者置于聚四氟乙烯模具中，直接夾在電池正負(fù)極之間，蒸發(fā)去除溶劑，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。 在步驟A中所述的攪拌至溶解為室溫下攪拌10 30min。在步驟B中所述的超聲分散時(shí)間為10 60min。
在步驟C中所述的攪拌為在60 90°C下攪拌30min 2h。在步驟D中所述的蒸發(fā)去除溶劑為在60°C，真空度為_85KPa下干燥16 24h。在步驟D中所述的將懸浮液置于聚四氟乙烯模具中，直接夾在電池正負(fù)極之間為在0. I 2MPa，60 120°C下使電池正負(fù)極與裝有懸浮液的聚四氟乙烯模具粘合。本發(fā)明的有益效果如下
1、與現(xiàn)有復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)相比，本發(fā)明采用的復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)基體材料為二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P(DMS-CO-EO))由于聚合物鏈段的規(guī)整性下降，表面其 聚合物的結(jié)晶度下降，因此常溫下具有更高的離子電導(dǎo)率；
2、本發(fā)明所述的復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)含有納米級(jí)無(wú)機(jī)填料，由于具有較高的比表面積，可顯著的改善全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的力學(xué)性能和提高其離子導(dǎo)電性；
4、采用本發(fā)明所制備的鋰離子電池具有較高的安全性。5、本發(fā)明所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物P(DMS-CO-EO)中的二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為3 :7 7 :3，采用此比例范圍能夠增加聚合物分子鏈的混亂度，也意味著可以降低聚合物的結(jié)晶度，提高聚合物本身的離子電導(dǎo)率。6、本發(fā)明所述的納米無(wú)機(jī)填料占鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總質(zhì)量的5 10%，無(wú)機(jī)填料的粒徑為30 70nm，采用此參數(shù)范圍既能兼顧離子電導(dǎo)率的提高，同時(shí)兼顧力學(xué)性能的提高。7、本發(fā)明鋰鹽為高氯酸鋰和氟代磺酰亞胺鋰中的一種或者任意比例混合的兩種，能夠顯著提高電導(dǎo)率。8、現(xiàn)有技術(shù)中納米無(wú)機(jī)顆粒和聚合物一起攪拌，存在的缺陷是聚合物加入進(jìn)去后，整個(gè)懸浮液的粘度會(huì)急劇增大，納米顆粒很難在一個(gè)高粘度的環(huán)境中得到分散，而本發(fā)明的制備方法中，納米無(wú)機(jī)顆粒是單獨(dú)分散，因此分散性較好且效率較高，而且本發(fā)明聚合物溶解是在60 90°C下完成的，這樣溶解效率高，節(jié)約成本，提高了生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述的極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)包括二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物、鋰鹽和納米無(wú)機(jī)填料。與現(xiàn)有復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)相比，本發(fā)明采用的復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)基體材料為二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P(DMS-CO-EO))由于聚合物鏈段的規(guī)整性下降，表面其聚合物的結(jié)晶度下降，因此常溫下具有更高的離子電導(dǎo)率。實(shí)施例2
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述的極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)包括二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物、鋰鹽和納米無(wú)機(jī)填料。所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物中的二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為 I :3。所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物與鋰鹽中0原子與Li原子的質(zhì)量比為6:1，所述的納米無(wú)機(jī)填料占鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總質(zhì)量的5%。所述的鋰鹽為高氯酸鋰和氟代磺酰亞胺鋰中的一種或者任意比例混合的兩種。所述的無(wú)機(jī)填料的粒徑為30nm。實(shí)施例3
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述的極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解 質(zhì)，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)包括二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物、鋰鹽和納米無(wú)機(jī)填料。所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物中的二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為 3 :7。所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物與鋰鹽中0原子與Li原子的質(zhì)量比為25:1，所述的納米無(wú)機(jī)填料占鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總質(zhì)量的10%。所述的鋰鹽為高氯酸鋰和氟代磺酰亞胺鋰中的一種或者任意比例混合的兩種。所述的無(wú)機(jī)填料的粒徑為70nm。實(shí)施例4
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述的極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)包括二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物、鋰鹽和納米無(wú)機(jī)填料。所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物中的二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為 21:29。所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物與鋰鹽中0原子與Li原子的質(zhì)量比為15. 5:1，所述的納米無(wú)機(jī)填料占鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總質(zhì)量的7. 5%。所述的鋰鹽為高氯酸鋰和氟代磺酰亞胺鋰中的一種或者任意比例混合的兩種。所述的無(wú)機(jī)填料的粒徑為50nm。實(shí)施例5
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述的極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)包括二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物、鋰鹽和納米無(wú)機(jī)填料。所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物中的二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為 3:4。所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物與鋰鹽中0原子與Li原子的質(zhì)量比為20:1，所述的納米無(wú)機(jī)填料占鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總質(zhì)量的8. 5%。所述的鋰鹽為高氯酸鋰和氟代磺酰亞胺鋰中的一種或者任意比例混合的兩種。所述的無(wú)機(jī)填料的粒徑為42nm。實(shí)施例6一種復(fù) 合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，工藝步驟包括正極漿料和負(fù)極漿料制備、正極和負(fù)極制備、復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備、熱處理、熱封、一次化成、二次熱處理和分容，所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備具體為
A、將鋰鹽加入到乙腈溶劑中，攪拌至溶解；
B、將納米無(wú)機(jī)填料加入到步驟A溶液中，超聲分散后攪拌形成漿料；
C、在步驟B所制備的漿料中加入二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物，攪拌，形成懸浮液；
D、將步驟C中的懸浮液涂覆在電池正極表面、電池負(fù)極表面或者置于聚四氟乙烯模具中，直接夾在電池正負(fù)極之間，蒸發(fā)去除溶劑，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。實(shí)施例7
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，工藝步驟包括正極漿料和負(fù)極漿料制備、正極和負(fù)極制備、復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備、熱處理、熱封、一次化成、二次熱處理和分容，所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備具體為
A、將鋰鹽加入到乙腈溶劑中，攪拌至溶解；
B、將納米無(wú)機(jī)填料加入到步驟A溶液中，超聲分散后攪拌形成漿料；
C、在步驟B所制備的漿料中加入二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物，攪拌，形成懸浮液；
D、將步驟C中的懸浮液涂覆在電池正極表面、電池負(fù)極表面或者置于聚四氟乙烯模具中，直接夾在電池正負(fù)極之間，蒸發(fā)去除溶劑，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。在步驟A中所述的攪拌至溶解為室溫下攪拌lOmin。在步驟B中所述的超聲分散時(shí)間為lOmin。在步驟C中所述的攪拌為在60°C下攪拌30min。在步驟D中所述的蒸發(fā)去除溶劑為在60°C，真空度為_85KPa下干燥16h。實(shí)施例8
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，工藝步驟包括正極漿料和負(fù)極漿料制備、正極和負(fù)極制備、復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備、熱處理、熱封、一次化成、二次熱處理和分容，所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備具體為
A、將鋰鹽加入到乙腈溶劑中，攪拌至溶解；
B、將納米無(wú)機(jī)填料加入到步驟A溶液中，超聲分散后攪拌形成漿料；
C、在步驟B所制備的漿料中加入二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物，攪拌，形成懸浮液；
D、將步驟C中的懸浮液涂覆在電池正極表面、電池負(fù)極表面或者置于聚四氟乙烯模具中，直接夾在電池正負(fù)極之間，蒸發(fā)去除溶劑，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。在步驟A中所述的攪拌至溶解為室溫下攪拌30min。在步驟B中所述的超聲分散時(shí)間為60min。在步驟C中所述的攪拌為在90°C下攪拌2h。在步驟D中所述的蒸發(fā)去除溶劑為在60°C，真空度為_85KPa下干燥24h。實(shí)施例9
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，工藝步驟包括正極漿料和負(fù)極漿料制備、正極和負(fù)極制備、復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備、熱處理、熱封、一次化成、二次熱處理和分容，所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備具體為
A、將鋰鹽加入到乙腈溶劑中，攪拌至溶解；B、將納米無(wú)機(jī)填料加入到步驟A溶液中，超聲分散后攪拌形成漿料；
C、在步驟B所制備的漿料中加入二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物，攪拌，形成懸浮液；
D、將步驟C中的懸浮液涂覆在電池正極表面、電池負(fù)極表面或者置于聚四氟乙烯模具中，直接夾在電池正負(fù)極之間，蒸發(fā)去除溶劑，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。在步驟A中所述的攪拌至溶解為室溫下攪拌20min。在步驟B中所述的超聲分散時(shí)間為35min。
在步驟C中所述的攪拌為在75°C下攪拌I. 25h。在步驟D中所述的蒸發(fā)去除溶劑為在60°C，真空度為_85KPa下干燥20h。實(shí)施例10
一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，工藝步驟包括正極漿料和負(fù)極漿料制備、正極和負(fù)極制備、復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備、熱處理、熱封、一次化成、二次熱處理和分容，所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備具體為
A、將鋰鹽加入到乙腈溶劑中，攪拌至溶解；
B、將納米無(wú)機(jī)填料加入到步驟A溶液中，超聲分散后攪拌形成漿料；
C、在步驟B所制備的漿料中加入二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物，攪拌，形成懸浮液；
D、將步驟C中的懸浮液涂覆在電池正極表面、電池負(fù)極表面或者置于聚四氟乙烯模具中，直接夾在電池正負(fù)極之間，蒸發(fā)去除溶劑，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。在步驟A中所述的攪拌至溶解為室溫下攪拌26min。在步驟B中所述的超聲分散時(shí)間為18min。在步驟C中所述的攪拌為在81°C下攪拌I. 6h。在步驟D中所述的蒸發(fā)去除溶劑為在60°C，真空度為_85KPa下干燥21h。實(shí)施例11
首先、按照(0/Li) =6稱取一定量的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P(DMS-CO-EO))和高氯酸鋰，其中二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物的數(shù)均分子量為IX 105，二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為I :9 ;其次稱取鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總和的質(zhì)量百分比為0. 5%的納米二氧化鈦(TiO2),其中二氧化鈦的粒徑為IOnm ；
溶解鋰鹽將稱量后的鋰鹽加入到乙腈溶液中，在室溫下攪拌30min ；
分散無(wú)機(jī)填料將稱量后的鋰鹽納米二氧化鈦(TiO2)加入上述溶液中超聲波分散IOmin ；
溶解聚合物將稱量后的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物加入到上述懸浮液中，室溫?cái)嚢?0min ；
干燥將上述溶液澆在聚四氟乙烯模具中，在60°C和_85kpa的真空環(huán)境中干燥16h，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所制備的電解質(zhì)膜厚度為120微米。然后測(cè)試樣品的在60°C下的離子電導(dǎo)率為5. 3Xl(T4S/cm。實(shí)施例12
首先、按照(0/Li ) =25稱取一定量的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P (DMS-CO-EO))和高氯酸鋰，其中二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物的數(shù)均分子量為2X106，二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為9 1 ;其次稱取鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總和的質(zhì)量百分比為20%的納米二氧化鈦(TiO2),其中二氧化鈦的粒徑為IOOnm ；溶解鋰鹽將稱量后的鋰鹽加入到乙腈溶液中，在室溫下攪拌30min ；
分散無(wú)機(jī)填料將稱量后的鋰鹽納米二氧化鈦(TiO2)加入上述溶液中超聲波分散60min ；
溶解聚合物將稱量后的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物加入到上述懸浮液中，室溫?cái)嚢?h ；
干燥將上述溶液澆在聚四氟乙烯模具中，在60°C和_85kpa的真空環(huán)境中干燥24h，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所制備的電解質(zhì)膜厚度為120微米。然后測(cè)試樣品的在60°C下的離子電導(dǎo)率為6. 7Xl(T4S/cm。
實(shí)施例13
首先、按照(0/Li )=16稱取一定量的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P (DMS-CO-EO))和高氯酸鋰，其中二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物的數(shù)均分子量為2X106，二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為3 7 ;其次稱取鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總和的質(zhì)量百分比為10%的納米二氧化鈦(TiO2),其中二氧化鈦的粒徑為50nm ；
溶解鋰鹽將稱量后的鋰鹽加入到乙腈溶液中，在室溫下攪拌30min ；
分散無(wú)機(jī)填料將稱量后的鋰鹽納米二氧化鈦(TiO2)加入上述溶液中超聲波分散30min ；
溶解聚合物將稱量后的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物加入到上述懸浮液中，室溫?cái)嚢鑙h ；
干燥將上述溶液澆在聚四氟乙烯模具中，在60°C和-85kpa的真空環(huán)境中干燥18h，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所制備的電解質(zhì)膜厚度為120微米。然后測(cè)試樣品的在60°C下的離子電導(dǎo)率為9. lXl(T4S/cm。實(shí)施例14
首先、按照(0/Li )=16稱取一定量的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P (DMS-CO-EO))和三氟甲基磺酸鋰，其中二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物的數(shù)均分子量為5X105，二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為7 3 ;其次稱取鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總和的質(zhì)量百分比為8%的納米三氧化二鋁(Al2O3),其中三氧化二鋁的粒徑為30nm ；
溶解鋰鹽將稱量后的鋰鹽加入到乙腈溶液中，在室溫下攪拌30min ；
分散無(wú)機(jī)填料將稱量后的鋰鹽納米三氧化二鋁(Al2O3)加入上述溶液中超聲波分散30min ；
溶解聚合物將稱量后的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物加入到上述懸浮液中，室溫?cái)嚢鑙h ；
干燥將上述溶液澆在聚四氟乙烯模具中，在60°C和-85kpa的真空環(huán)境中干燥18h，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所制備的電解質(zhì)膜厚度為120微米。然后測(cè)試樣品的在60°C下的離子電導(dǎo)率為I. 2Xl(T3S/cm。實(shí)施例15
首先、按照(0/Li )=12稱取一定量的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P (DMS-CO-EO))和三氟甲基磺酸鋰，其中二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物的數(shù)均分子量為5X105，二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為5 5 ;其次稱取鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總和的質(zhì)量百分比為8%的納米氧化鎂(MgO)，其中氧化鎂的粒徑為40nm ；溶解鋰鹽將稱量后的鋰鹽加入到乙腈溶液中，在室溫下攪拌30min ；
分散無(wú)機(jī)填料將稱量后的鋰鹽納米氧化鎂(MgO)加入上述溶液中超聲波分散IOmin ；溶解聚合物將稱量后的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物加入到上述懸浮液中，室溫?cái)嚢鐸. 5h ；
干燥將上述溶液澆在聚四氟乙烯模具中，在60°C和_85kpa的真空環(huán)境中干燥18h，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所制備的電解質(zhì)膜厚度為120微米。然后測(cè)試樣品的在60°C下的離子電導(dǎo)率為9. 9Xl(T4S/cm。實(shí)施例16
首先、按照(0/Li )=12稱取一定量的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P (DMS-CO-EO))和三氟甲基磺酸鋰，其中二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物的數(shù)均分子量為IX 106，二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為5 5 ;其次稱取鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總和的 質(zhì)量百分比為5%的納米氧化鋯(ZrO2),其中氧化鋯的粒徑為20nm ；
溶解鋰鹽將稱量后的鋰鹽加入到乙腈溶液中，在室溫下攪拌30min ；
分散無(wú)機(jī)填料將稱量后的鋰鹽納米氧化鋯(ZrO2)加入上述溶液中超聲波分散30min ；
溶解聚合物將稱量后的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物加入到上述懸浮液中，室溫?cái)嚢鑙h ；
干燥將上述溶液澆在聚四氟乙烯模具中，在60°C和-85kpa的真空環(huán)境中干燥18h，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所制備的電解質(zhì)膜厚度為120微米。然后測(cè)試樣品的在60°C下的離子電導(dǎo)率為2. lXl(T3S/cm。實(shí)施例17
首先、按照(0/Li )=16稱取一定量的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P (DMS-CO-EO))和三氟甲基磺酸鋰，其中二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物的數(shù)均分子量為IX 106，二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為4 6 ;其次稱取鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總和的質(zhì)量百分比為5%的納米氧化鋯(ZrO2),其中氧化鋯的粒徑為20nm ；
溶解鋰鹽將稱量后的鋰鹽加入到乙腈溶液中，在室溫下攪拌30min ；
分散無(wú)機(jī)填料將稱量后的鋰鹽納米氧化鋯(ZrO2)加入上述溶液中超聲波分散30min ；
溶解聚合物將稱量后的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物加入到上述懸浮液中，室溫?cái)嚢鑙h ；
干燥將上述溶液澆在聚四氟乙烯模具中，在60°C和-85kpa的真空環(huán)境中干燥18h，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所制備的電解質(zhì)膜厚度為120微米。然后測(cè)試樣品的在60°C下的離子電導(dǎo)率為2. 7Xl(T3S/cm。實(shí)施例18
首先、按照(0/Li )=16稱取一定量的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物(P (DMS-CO-EO))和三氟甲基磺酸鋰，其中二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物的數(shù)均分子量為IX 106，二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為6 4 ;其次稱取鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總和的質(zhì)量百分比為5%的納米氧化鋯(ZrO2),其中氧化鋯的粒徑為20nm ；
溶解鋰鹽將稱量后的鋰鹽加入到乙腈溶液中，在室溫下攪拌30min ；分散無(wú)機(jī)填料將稱量后的鋰鹽納米氧化鋯(ZrO2)加入上述溶液中超聲波分散30min ；
溶解聚合物將稱量后的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物加入到上述懸浮液中，室溫?cái)嚢鑙h ；
干燥將上述溶液澆在聚四氟乙烯模具中，在60°C和-85kpa的真空環(huán)境中干燥18h，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所制備的電解質(zhì)膜厚度為120微米。然后測(cè)試樣品的在60°C下的離子電導(dǎo)率為3. lXl(T3S/cm。實(shí)施例19
一種鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)為實(shí)施例I 18的方法所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。鋰離子二次電池的制備方法為以下工藝步驟
A、正極漿料的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的技術(shù)將LiCoO2、乙炔黑PVDF和NMP混合均勻；
B、負(fù)極漿料的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的技術(shù)將石墨、乙炔黑、PVDF及NMP混合均勻；
C、正極的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的技術(shù)將步驟A所制備的正極漿料均勻涂覆在集流體表面，涂覆厚度50微米；
D、負(fù)極的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的技術(shù)將步驟B所制備的正極漿料均勻涂覆在集流體表面，涂覆厚度50微米；
E、全固態(tài)聚合物電解質(zhì)懸浮液的制備按照實(shí)施例I 18的方法制備全固態(tài)聚合電解質(zhì)懸浮液；
F、全固態(tài)聚合物電解質(zhì)將步驟E所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)懸浮液均勻涂覆在正極表面或負(fù)極表面；
H、干燥將步驟F全固態(tài)聚合物電解質(zhì)60°C下真空條件下干燥16h，所述的真空度為-85kpa ；
I、熱處理將含有全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的正極和負(fù)極交替疊片后，在壓力0.2MPa，溫度60°C下熱壓Imin,制成極芯；
J、熱封采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法，將步驟C中的極芯放入鋁塑膜袋中并熱封，制備成電芯；
K、一次化成采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法，采用0. 05C電流將上述電芯充電到70%S0C 態(tài)；
L、二次熱處理將一次化成后的電芯在壓力為0. 2MPa，溫度為60°C下加壓烘烤3h，得到鋰離子二次電池。M、分容采用本領(lǐng)域技術(shù)人員共知的方法測(cè)試出電池的容量(額定容量為50mAh)o對(duì)比例I
采用同實(shí)施例19相同的方法制備鋰離子電池，不同的是電解質(zhì)為商業(yè)化的液態(tài)電解質(zhì)。
實(shí)施例20
一種鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)為實(shí)施例I 18的方法所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。電池的制作工藝過(guò)程和實(shí)施例19相同，所不同的是步驟(H)中干燥時(shí)間為24h，溫度為100°c;步驟(I)中熱壓力I. OMPa，熱壓時(shí)間為IOmin ;步驟(L)中熱壓力I. OMPa，熱壓時(shí)間為12h，溫度為100°C。對(duì)比例2
采用同實(shí)施例20相同的方法制備鋰離子電池，不同的是電解質(zhì)為商業(yè)化的液態(tài)電解質(zhì)。實(shí)施例21
一種鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)為實(shí)施例I 18的方法所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。電池的制作工藝過(guò)程和實(shí)施例19相同，所不同的是步驟(H)中干燥時(shí)間為24h，溫度為75°C;步驟(I)中熱壓力0. 4MPa，熱壓時(shí)間為3min ;步驟(L)中熱壓力0. 4MPa，熱壓時(shí)間為4h，溫度為75°C。對(duì)比例3
采用同實(shí)施例21相同的方法制備鋰離子電池，不同的是電解質(zhì)為商業(yè)化的液態(tài)電解質(zhì)。實(shí)施例22
一種鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)為實(shí)施例I 18的方法所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。電池的制作工藝過(guò)程和實(shí)施例19相同，所不同的是步驟(H)中干燥時(shí)間為24h，溫度為85°C;步驟(I)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為5min ;步驟(L)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為8h，溫度為85°C。對(duì)比例4
采用同實(shí)施例22相同的方法制備鋰離子電池，不同的是電解質(zhì)為商業(yè)化的液態(tài)電解質(zhì)。實(shí)施例23
一種鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)為實(shí)施例I 18的方法所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。電池的制作工藝過(guò)程和實(shí)施例19相同，所不同的是步驟(H)中干燥時(shí)間為24h，溫度為85°C;步驟(I)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為5min ;步驟(L)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為8h，溫度為85°C。對(duì)比例5
采用同實(shí)施例23相同的方法制備鋰離子電池，不同的是電解質(zhì)為商業(yè)化的液態(tài)電解質(zhì)。實(shí)施例24
一種鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)為實(shí)施例I 18的方法所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。電池的制作工藝過(guò)程和實(shí)施例19相同，所不同的是步驟(H)中干燥時(shí)間為24h，溫度為85°C;步驟(I)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為5min ;步驟(L)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為8h，溫度為85°C。對(duì)比例6
采用同實(shí)施例24相同的方法制備鋰離子電池，不同的是電解質(zhì)為商業(yè)化的液態(tài)電解 質(zhì)。實(shí)施例25
一種鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)為實(shí)施例I 18的方法所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。電池的制作工藝過(guò)程和實(shí)施例19相同，所不同的是步驟(H)中干燥時(shí)間為24h，溫度為85°C;步驟(I)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為5min ;步驟(L)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為8h，溫度為85°C。對(duì)比例7
采用同實(shí)施例25相同的方法制備鋰離子電池，不同的是電解質(zhì)為商業(yè)化的液態(tài)電解質(zhì)。實(shí)施例26
一種鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)為實(shí)施例I 18的方法所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。電池的制作工藝過(guò)程和實(shí)施例19相同，所不同的是步驟(H)中干燥時(shí)間為24h，溫度為85°C;步驟(I)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為5min ;步驟(L)中熱壓力0. 6MPa，熱壓時(shí)間為8h，溫度為85°C。對(duì)比例8
采用同實(shí)施例26相同的方法制備鋰離子電池，不同的是電解質(zhì)為商業(yè)化的液態(tài)電解質(zhì)。實(shí)施例27
安全性能測(cè)試
實(shí)施例19 26和對(duì)比例I 8所制備的電池容量為50mAh (0. 1C)。室溫下，各選6只實(shí)施例19 26和對(duì)比例I 8制得的鋰離子電池，并將電池以0. lmAh/cm2充電，上限電壓4. 2V，截止電流為0. 05C,充滿電后分別做針刺、150°C爐溫(Ih)和撞擊測(cè)試。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)參考美國(guó)UL標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)為不起火、不爆炸(X :表示不通過(guò)；〇表示通過(guò))。如表I所
/Jn o表I針刺 1.1別I爐溫(Ih)撞擊聊W 一
實(shí)施例19OOX
對(duì)比例IXXO
實(shí)施例20OXO
對(duì)比例2XXX
實(shí)施例21OOO
對(duì)比例30XX
實(shí)施例22OOO
對(duì)比例4XOX
實(shí)施例23OOO
對(duì)比例5XX
實(shí)施例24OOO
對(duì)比例6OXX
實(shí)施例25OOO
對(duì)比例TXOX
實(shí)施例26OOO
對(duì)比例8XXO
從實(shí)施例11 18可以看出，本發(fā)明所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率達(dá)l(T3S/cm以上，接近液態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率的水平；另外從實(shí)施例19 26和對(duì)比例I 8可以看出采用該全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的安全性明顯高于液態(tài)電解質(zhì)電池。實(shí)施例28
本發(fā)明所述的正極是指將正極漿料均勻涂覆在集流體上，厚度為10 50微米，漿料的制備方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)，即將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑混合均勻即可。本發(fā)明所述的正極活性物質(zhì)為L(zhǎng)iCo02、LiFeP04、LiNi02、LiNiCoA102、LiMn204以及LiNiMnCo02中的一種或任意比例的幾種，優(yōu)選LiFeP04或LiMn204。本發(fā)明所述的導(dǎo)電劑為炭黑、乙炔黑、碳纖維、片狀石墨中的一種或任意比例的幾種，優(yōu)選情況下含有片狀石墨。本發(fā)明所述的粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯及其共聚物(PVDF)、六氟丙烯-偏氟乙烯(HFP-PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一種或多種。本發(fā)明所述的溶劑為氮甲基吡咯烷酮(NMP)。本發(fā)明所述的負(fù)極是指將負(fù)極漿料均勻涂覆在集流體上，厚度為10 50微米，漿料的制備方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)，即將負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑混合均勻即可。本發(fā)明所述的負(fù)極活性物質(zhì)為人造石墨、天然石墨、無(wú)定型碳、硬碳或鈦酸鋰中的一種或任意比例的幾種。本發(fā)明所述的導(dǎo)電劑為炭黑、乙炔黑、碳纖維、片狀石墨中的一種或任意比例的幾種，優(yōu)選情況下含有片狀石墨。本發(fā)明所述的粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯及其共聚物(PVDF)、六氟丙烯-偏氟乙烯(HFP-PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一種或多種；
本發(fā)明所述的溶劑為氮甲基吡咯烷酮(NMP)。 另外，本發(fā)明所述的負(fù)極也可以為金屬鋰片。上述一種鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于包括以下工藝步驟
A、正極漿料的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的技術(shù)將正極活性物質(zhì)及組合物混合均勻；
B、負(fù)極漿料的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的技術(shù)將負(fù)極活性物質(zhì)及組合物混合均勻；
C、正極的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的技術(shù)將步驟A所制備的正極漿料均勻涂覆在集流體表面，涂覆厚度50 150微米；
D、負(fù)極的制備按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的技術(shù)將步驟B所制備的正極漿料均勻涂覆在集流體表面，涂覆厚度50 150微米；
E、全固態(tài)聚合物電解質(zhì)懸浮液的制備按照說(shuō)明書中的方法制備全固態(tài)聚合電解質(zhì)懸浮液；
F、全固態(tài)聚合物電解質(zhì)將步驟E所制備的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)懸浮液均勻涂覆在正極表面或負(fù)極表面；
H、干燥將步驟F全固態(tài)聚合物電解質(zhì)60°C下真空條件下干燥16 24h，所述的真空度為-85kpa ；
I、熱處理將含有全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的正極和負(fù)極交替疊片后，在壓力0.2
I.OMPa (優(yōu)選 0. 4 0. 6 MPa)，溫度 60 100°C (優(yōu)選 75 85°C)下熱壓 Imin IOmin(優(yōu)選3 5min),制成極芯；
J、熱封采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法，將步驟C中的極芯放入鋁塑膜袋中并熱封，制備成電芯；
K、一次化成采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法，采用0. 05C電流將上述電芯充電到70%S0C 態(tài)；
L、二次熱處理將一次化成后的電芯在壓力為0. 2 I. OMPa (優(yōu)選0. 4 0. 6 MPa),溫度為60 100°C (優(yōu)選75 85°C)下加壓烘烤3 12h (優(yōu)選4 8 h)，得到鋰離子二次電池。M、分容采用本領(lǐng)域技術(shù)人員共知的方法測(cè)試出電池的容量。需進(jìn)一步說(shuō)明的是，如果負(fù)極為金屬鋰片，上述一種鋰離子二次電池的制備方法，其特征不包括步驟B和步驟D。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述的極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)包括二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物、鋰鹽和納米無(wú)機(jī)填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，其特征在于所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物中的二甲基硅氧烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為3 :7 7 :3。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，其特征在于所述的二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物與鋰鹽中O原子與Li原子的質(zhì)量比為6 25:1，所述的納米無(wú)機(jī)填料占鋰鹽和二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物總質(zhì)量的5 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，其特征在于所述的鋰鹽為高氯酸鋰和氟代磺酰亞胺鋰中的一種或者任意比例混合的兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，其特征在于所述的無(wú)機(jī)填料的粒徑為30 70nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，工藝步驟包括正極漿料和負(fù)極漿料制備、正極和負(fù)極制備、復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備、熱處理、熱封、一次化成、二次熱處理和分容，其特征在于所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備具體為 A、將鋰鹽加入到乙腈溶劑中，攪拌至溶解； B、將納米無(wú)機(jī)填料加入到步驟A溶液中，超聲分散后攪拌形成漿料； C、在步驟B所制備的漿料中加入二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物，攪拌，形成懸浮液； D、將步驟C中的懸浮液涂覆在電池正極表面、電池負(fù)極表面或者置于聚四氟乙烯模具中，直接夾在電池正負(fù)極之間，蒸發(fā)去除溶劑，得到復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，其特征在于在步驟A中所述的攪拌至溶解為室溫下攪拌10 30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，其特征在于在步驟B中所述的超聲分散時(shí)間為10 60min。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，其特征在于在步驟C中所述的攪拌為在60 90°C下攪拌30min 2h。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)電池的制備方法，其特征在于在步驟D中所述的蒸發(fā)去除溶劑為在60°C，真空度為_85KPa下干燥16 24h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池及其制備方法，屬于全固態(tài)聚合物電解質(zhì)制備技術(shù)和鋰離子電池領(lǐng)域，本發(fā)明所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電池包括電池殼和極芯，所述的極芯密封容納在電池殼內(nèi)，所述的極芯包括正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，所述的復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)包括二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物、鋰鹽和納米無(wú)機(jī)填料。與現(xiàn)有復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)相比，本發(fā)明采用的復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)基體材料為二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物由于聚合物鏈段的規(guī)整性下降，表面其聚合物的結(jié)晶度下降，因此常溫下具有更高的離子電導(dǎo)率。
文檔編號(hào)H01M10/056GK102709597SQ20121017826
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者王瑨, 胡蘊(yùn)成, 謝皎, 阮曉莉 申請(qǐng)人:中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司