[发明专利]一种锂离子二次电池及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子二次电池，包括铝塑膜封装袋和极芯，极芯密封包覆于铝塑膜封装袋内，所述极芯包括正极、电解质锂盐溶解在非水溶剂中形成的电解液、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于：所述的负极为含凝胶涂层的锂离子电池硅基负极，包括集流体、负载在集流体上的硅基负极材料以及涂覆后经过热处理负载在硅基负极材料表面的凝胶涂层，所述的凝胶涂层包括高分子基体材料、非水溶剂、增塑剂和溶解于非水溶剂中的电解质锂盐，所述的凝胶涂层厚度为5～50微米，优选10～20微米。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的凝胶涂层中的高分子基体材料、非水溶剂和增塑剂的具体配比按照重量份数计为：高分子基体材料的含量为1～10份；非水溶剂的含量为30～95份；增塑剂的含量为4～20份；所述电解液中的电解质锂盐和凝胶涂层中的电解质锂盐分别溶解在非水溶剂中的浓度均为0.5mol/L～2.0mol/L。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的硅基负极材料为含有纳米硅、硅-碳材料、硅合金材料或者纳米硅-石墨复合材料的硅基负极材料。

4.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的高分子基体材料为聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯-偏氟乙烯、聚二乙烯基硫以及它们的共聚物、衍生物中的一种或任意比例的几种。

5.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的非水溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙丁酯、碳酸二丙酯中的一种或任意比例的几种。

6.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂中的一种或任意比例的几种。

7.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的增塑剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯中的一种或任意比例的几种。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子二次电池的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：

A、制备凝胶：在惰性气氛中，40～90℃下将高分子基体材料在含有电解质锂盐的非水溶剂及增塑剂中混合，搅拌混合溶液至溶解，高分子基体材料在含有锂盐的非水溶剂中溶胀，得到凝胶涂层；

B、涂覆凝胶：将硅基负极材料涂覆在集流体上，再将步骤A得到的凝胶涂层在惰性气氛中，均匀涂覆在硅基负极材料表面得到含凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极；

C、热处理：将步骤B中的涂覆了凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极、隔膜、和正极交替Z字型叠片后，在压力0.2～1.0MPa，温度60～100℃下热压30s～3min，制成极芯；

D、热封：将步骤C中的极芯放入铝塑膜袋中并热封，制备成电芯；

E、注液：将电解液注入步骤D所得电芯中并静置；

F、一次化成：将步骤E得到的电芯进行一次化成；

H、二次热处理：将一次化成后的电芯在压力为0.2～1.0MPa，温度为60～100℃下加压烘烤3～12h，得到锂离子二次电池。

9.根据权利要求8所述的一种锂离子二次电池的制备方法，其特征在于：所述的将步骤E得到的电芯进行一次化成是指采用0.05C电流将电芯充电到70%SOC态。

10.根据权利要求8所述的一种锂离子二次电池的制备方法，其特征在于：所述的惰性气氛为氩气气氛或者氮气气氛。