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      凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池的制作方法

      文檔序號(hào):11104607閱讀:來源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,包括負(fù)極、正極、凝膠聚合物電解質(zhì)和隔膜,所述正極包括正極集流體和涂覆于所述正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層,所述負(fù)極包括負(fù)極集流體和涂覆于所述負(fù)極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)層,其特征在于:

      所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括石墨和分散于所述石墨的縫隙內(nèi)的復(fù)合材料,所述復(fù)合材料為硅碳材料和/或碳錫材料,所述石墨的比重為10%-100%;

      所述正極活性物質(zhì)層包括鎳鈷鋁三元材料LiNixCoyAlzO2、鎳鈷錳三元材料LiNixCoyMnzO2和富鋰錳材料LiaNixCoyMnzO2中的至少一種,其中,a>1;0<x<1,0<y<1,0<z<1,且x+y+z=1;

      所述凝膠聚合物電解質(zhì)包括液態(tài)電解液、聚合物單體和引發(fā)劑,且液態(tài)電解液、聚合物單體和引發(fā)劑的質(zhì)量比分別為(20-100):(1-80):(0.01-0.5);

      所述聚合物單體為二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)和季戊四醇四丙烯酸酯(PETEA)中的至少一種,所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈(AIBN)和過氧化苯甲酰(BPO)中的至少一種。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:所述液態(tài)電解液包括有機(jī)溶劑和鋰鹽,鋰鹽的濃度為0.7mol/L-1.2mol/L;所述有機(jī)溶劑包括醚、烷基碳酸酯、內(nèi)酯和縮酮中的至少一種;所述鋰鹽為六氟砷酸鋰(LiAsF6)、六氟磷酸鋰(LiPF6)、三氟甲基磺酸鋰、四氟硼酸鋰(LiBF4)和高氯酸鋰(LiClO4)中的至少一種。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:所述石墨的粒徑為0.5μm-100μm。

      所述硅碳材料為多孔碳層包覆的硅材料,所述碳錫材料為多孔碳層包覆的錫材料,多孔碳層的厚度為5μm-90μm,多孔碳層占所述硅碳材料或碳錫材料的質(zhì)量比為10%-50%,多孔碳層的孔隙率為1%-90%。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:所述負(fù)極活性物質(zhì)層的表面設(shè)置有類SEI膜涂覆層,按質(zhì)量百分比計(jì),所述類SEI膜涂覆層的組成為:8%-96.5%的無定形碳、3%-90%的鋰化合物和0.5%-2%的粘接劑,所述鋰化合物為碳酸鋰、烷基碳酸鋰和氟化鋰中的至少一種,所述類SEI膜涂覆層的厚度為1μm-50μm。

      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:所述類SEI膜涂覆層的制備方法為:將無定形碳、鋰化合物和粘接劑按比例加入溶劑中調(diào)制成漿料,再將漿料噴涂或轉(zhuǎn)印于負(fù)極活性物質(zhì)層的表面,然后在70℃-100℃下進(jìn)行熱處理,形成類SEI膜涂覆層。

      6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:所述粘接劑為聚四氟乙烯、丁苯橡膠和海藻酸鈉中的至少一種,所述溶劑為水、乙醇和丙酮中的至少一種。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:所述正極集流體與所述正極活性物質(zhì)層之間設(shè)置有預(yù)涂覆碳層,所述預(yù)涂覆碳層的厚度為0.1μm-30μm。

      8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:所述液態(tài)電解液還包括添加劑,所述添加劑的質(zhì)量占所述液態(tài)電解液總質(zhì)量的0.5%-10%,所述添加劑為碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的至少一種。

      9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:其制備方法包括以下步驟:

      S1,負(fù)極的制備:將石墨、復(fù)合材料、粘接劑和導(dǎo)電劑混合,得到負(fù)極漿料,將負(fù)極漿料涂布在負(fù)極集流體上,得到負(fù)極;

      S2,正極的制備:將鎳鈷鋁三元材料、鎳鈷錳三元材料和富鋰錳材料中的至少一種與粘接劑和導(dǎo)電劑混合,得到正極漿料,將正極漿料涂布在正極集流體上,得到正極;

      S3,將負(fù)極與正極、隔膜通過卷繞工藝或疊片工藝制備成電芯;

      S4,將聚合物單體、引發(fā)劑混合加入液態(tài)電解液中并攪拌均勻,得到混合溶液,然后將混合溶液注入電芯中,抽真空并靜置;

      S5,將靜置后的電芯置入60℃~80℃的恒溫箱中2h~6h,使聚合物單體發(fā)生引發(fā)聚合,形成凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池。

      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的凝膠聚合物電解質(zhì)動(dòng)力電池,其特征在于:S2中,在將正極漿料涂布在正極集流體上之前,先利用凹版印刷對(duì)正極集流體進(jìn)行碳涂覆預(yù)處理。

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