技術領域

本發(fā)明屬于儲能電池領域中新型全固態(tài)鋰電池技術領域，具體涉及一種以PEO為粘結劑的固態(tài)鋰電池電極制備方法。

背景技術：

聚合物鋰離子電池因其具有工作電壓大、比能量高、循環(huán)性能好、無記憶、無污染等優(yōu)異性能而引起科研工作者廣泛的關注。目前聚合物鋰離子電池作為儲能裝置在手機、新能源汽車等方面的應用日益受到重視。聚氧化乙烯（PEO）是聚合物電解質最常見的基體，能溶解高濃度的鋰鹽，形成聚合物固態(tài)電解質。通常人們對聚合物鋰離子電池的研究主要集中在提高聚合物電解質離子電導率、電化學穩(wěn)定窗口和機械性能等方面。但實際上影響聚合物鋰離子電池電導率和安全性最主要的因素之一就是電極/聚合物電解質界面特性。因此如何提高電極/電解質界面相容性，減少界面阻抗對聚合物鋰電池性能的提高十分重要。

對于PEO聚合物電解質，目前主要通過共混、共聚、交聯(lián)、形成枝狀聚合物、添加無機/有機填料、增塑劑、改變摻雜鹽等改性方法，提高離子電導率，改善電極/電解質界面相容性?？梢钥闯?，這些措施主要是針對聚合物電解質本身，而忽略了電極/電解質界面中的“電極”部分。電極作為聚合物鋰離子電池界面性能研究的對象之一，其結構和表面性質等都會對電池的界面性能產生影響。

目前聚合物鋰離子電池中電極制作方法同傳統(tǒng)液態(tài)電極制作方法相似，其中粘結劑的選擇十分重要，因為普通的粘結劑如PVDF長時間在高溫下工作性能變差。考慮到這些，本發(fā)明通過將PEO作為電極的粘結劑來提高電極/電解質界面相容性，降低界面阻抗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對聚合物鋰離子電池電極/電解質界面相容性差的問題，以PEO作為電極的粘結劑，以提高電極材料的離子電導率，優(yōu)化電極與電解質之間的界面穩(wěn)定性，降低界面阻抗，同時代替高溫性能差的傳統(tǒng)的PVDF

等粘結劑。

一種以PEO為粘結劑的固態(tài)鋰電池電極制備方法，包括以下步驟：

步驟1）將電極材料、導電劑、PEO、鋰鹽、無機填料以一定比例溶解在乙腈溶劑中；

步驟2）進行混合溶劑攪拌；

步驟3）待攪拌均勻后，涂覆到集流體上，獲得以PEO為粘結劑的電極。

上述的電極材料可以是正極材料，如LiCoO₂、LiFePO₄等，也可以是負極材料，如石墨、硅碳等，質量比為 60~80%。

上述的PEO分子量可選擇在2000~4000000范圍內，質量比為10~30%。

上述的鋰鹽可以選擇LiCF₃SO₃、LiClO₄、LiPF₆、LiI等中的一種或多種，質量比為2~10%

上述的無機填料可以選擇納米Al₂O₃、納米SiO₂等中的一種或多種。質量比為0.5~5%。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明制備的固態(tài)鋰電池電極，以PEO代替?zhèn)鹘y(tǒng)PVDF等傳統(tǒng)粘結劑，不僅可以提高電極材料的離子電導率，優(yōu)化電極與電解質之間的界面穩(wěn)定性，降低界面阻抗，還可以規(guī)避PVDF等傳統(tǒng)粘結劑在高溫下工作性能差的缺點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實例1以PEO為粘結劑的LiFePO4正極SEM圖片。

圖2為本發(fā)明實例1 PEO- LiFePO₄/PEO聚合物電解質/Li 小扣電池壽命圖。

圖3為以PEO為粘結劑的LiCoO₂正極極片SEM圖。

圖4為PEO-LiCoO₂/PEO聚合物電解質/Li小扣電池充放電曲線。

具體實施方式

以下結合實施例和附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步地說明。

實施例1：

以PEO為粘結劑的磷酸鐵鋰正極制備：稱取0.17g PEO（分子量200 0000）、0.04g LiTFSI 和0.01g 納米Al₂O₃ 加入到NMP溶劑中，磁力攪拌均勻后，再加入0.7g LiFePO₄ 和0.1g super P，磁力攪拌均勻后，將上述漿料涂布到鋁箔上，烘干后輥壓，即得到以PEO為粘結劑的磷酸鐵鋰正極極片。如圖1所示。

以PEO為粘結劑的LiFePO₄小扣電池制備：將上述得到以PEO為粘結劑的磷酸鐵鋰正極極片沖切成Φ14的圓片，以金屬鋰為負極，PEO聚合物電解質為隔膜，組裝成小扣電池，在80℃下，進行充放電測試，性能如圖2所示。

實施例2：

以PEO為粘結劑的鈷酸鋰正極制備：稱取0.17g PEO（分子量200 0000）、0.04g LiTFSI 和0.01g 納米Al₂O₃ 加入到NMP溶劑中，磁力攪拌均勻后，再加入0.7g LiCoO₂ 和0.1g super P，磁力攪拌均勻后，將上述漿料涂布到鋁箔上，烘干后輥壓，即得到以PEO為粘結劑的鈷酸鋰正極極片。如圖3所示。

以PEO為粘結劑的LiCoO₂小扣電池制備：將上述得到以PEO為粘結劑的鈷酸鋰正極極片沖切成Φ14的圓片，以金屬鋰為負極，PEO聚合物電解質為隔膜，組裝成小扣電池，在80℃下，進行充放電測試，性能如圖4所示。

盡管本發(fā)明的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。