[发明专利]金属外壳胶体锂离子电池的原位聚合制备方法

权利要求书

1.金属外壳胶体锂离子电池的原位聚合制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备外壳：用金属材料分别制作电池壳和电池帽，在电池帽上设置输出正极和输出负极，且在电池帽上开设注液孔；

（2）制备电池芯：将正极活性物质、正极粘接剂和正极导电剂涂布到正极集流体上再经过烘干、辊压和分切加工成正极片，将负极活性物质、负极粘接剂和负极填充剂涂布到负极集流体上再经过烘干、辊压和分切加工成负极片，将正极片和负极片使用多孔隔膜进行隔离并采用卷绕或叠片方式制成电池芯；

（3）封装：将电池芯装入电池壳中，将电池芯的正极耳和负极耳分别与电池帽的输出正极和输出负极连接，将电池帽焊接或粘接到电池壳上；

（4）聚合物单体、自由基引发剂和电解液的混合溶液配制：将锂盐溶解到有机溶剂中制得电解液，在电解液中添加能进行自由基聚合的聚合物单体和自由基引发剂并混合均匀得到混合溶液，其中，所述有机溶剂为两种或两种以上的组分组成的混合溶剂，所述聚合物单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、乙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种，聚合物单体的加入量为电解液重量的1%-20%，自由基引发剂的加入量为聚合物单体重量的0.01%-1%；

（5）注液：将聚合物单体、自由基引发剂和电解液的混合溶液由电池帽上的注液孔真空注入到电池壳内，然后密封注液孔；

（6）原位热聚合胶化处理：在30℃-100℃温度下加热1小时-72小时，聚合物单体、自由基引发剂和电解液的混合溶液，形成胶体聚合物电解质，在胶体聚合物电解质的胶合作用下，将正极片、负极片和隔膜粘接在一起，使电池芯成为一个整体。

2.如权利要求1所述的金属外壳胶体锂离子电池的原位聚合制备方法，其特征在于：用于制作电池壳和电池帽的金属材料为铝、铝合金、不锈钢或镀镍钢带。

3.如权利要求1所述的金属外壳胶体锂离子电池的原位聚合制备方法，其特征在于：用于制作正极片的正极活性物质为LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiCo_xNi_yMn_zO₂、LiMPO₄（M=Fe、V或Mn）中的一种或多种；正极粘结剂为氟树脂、环氧树脂、丁苯橡胶中的一种或多种；正极导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种；正极集流体为铝箔或铝网，厚度为5－30um。

4.如权利要求1所述的金属外壳胶体锂离子电池的原位聚合制备方法，其特征在于：用于制作负极片的负极活性物质为改性天然石墨；负极粘结剂为氟树脂、环氧树脂、丁苯橡胶中的一种或多种；负极填充剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种；负极集流体为铜箔或铜网，厚度为5－30um。

5.如权利要求1所述的金属外壳胶体锂离子电池的原位聚合制备方法，其特征在于：制备电池芯的多孔隔膜为聚丙烯和聚乙烯的复合多孔膜。

6.如权利要求1所述的金属外壳胶体锂离子电池的原位聚合制备方法，其特征在于：制备电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯中的两种或两种以上组分组成的混合溶剂。

7.如权利要求6所述的一种金属外壳胶体锂离子电池，其特征在于：制备电解液的锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂中的一种或多种。

8.如权利要求7所述的一种金属外壳胶体锂离子电池，其特征在于：制备胶体聚合物电解质的自由基引发剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈。