[发明专利]一体化无界面的固态电解质锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一体化无界面的固态电解质锂离子电池的制备方法，所述固态电解质锂离子电池包括正极集流体，正极活性材料层，负极集流体，负极活性材料层，固态电解质膜；所述的正极活性材料层包括正极活性材料、导电剂与粘结剂；所述的负极活性材料层包括负极活性材料、导电剂与粘结剂；其特征是：所述的粘结剂与固态电解质中包含同种含氟磺酰亚胺聚合物组分；

所述的含氟磺酰亚胺聚合物是含氟磺酰亚胺基的直链聚合物或者含氟磺酰亚胺基聚合物表面改性无机纳米颗粒的复合材料；

所述的制备方法包括如下步骤：

(1)将正极活性材料、导电剂、粘结剂以及第一溶剂混合均匀，制得正极活性浆料；将负极活性材料、导电剂、粘结剂以及第二溶剂混合均匀，制得负极活性浆料；

(2)将正极活性浆料涂覆于正极集流体表面，制备正极极片；将负极活性浆料涂覆于负极集流体表面，制备负极极片；

(3)将固态电解质材料溶于第三溶剂，制得电解质溶液；

(4)将电解质溶液分别涂覆于正极极片表面与负极极片表面，烘干除去第三溶剂后形成电解质膜，将正极极片与负极极片叠加，使涂覆电解质膜的两面相对，然后热辊压，将电极层与电解质膜压为一体。

2.如权利要求1所述的一体化无界面的固态电解质锂离子电池的制备方法，其特征是：所述的含氟磺酰亚胺聚合物是聚(5-磺酰氯-3-氧杂)全氟磺酰胺锂盐，含氟磺酰亚胺基聚合物改性石墨烯中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的一体化无界面的固态电解质锂离子电池的制备方法，其特征是：所述的正极活性材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂中的一种或两种以上的混合材料。

4.如权利要求1所述的一体化无界面的固态电解质锂离子电池的制备方法，其特征是：所述的负极活性材料包括石墨、石墨烯、碳纳米管、含锂过渡金属氮化物、氧化硅、硅基复合材料、含硫无机化合物中的一种或两种以上的混合材料。

5.如权利要求1所述的一体化无界面的固态电解质锂离子电池的制备方法，其特征是：所述的导电剂包括乙炔黑、Super P、碳黑中的一种或两种以上的混合材料。

6.如权利要求1所述的一体化无界面的固态电解质锂离子电池的制备方法，其特征是：所述的第一溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上的混合物；

所述的第二溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种材料或两种以上的混合物；

所述的第三溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(CP)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、Y-丁丙酯(GBL),甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MVA)、四氢吠喃(THF)，l,2-二甲氧基乙烷(DME)中的一种溶剂或两种以上的混合物。

7.一体化无界面的固态电解质锂离子电池的制备方法，其特征是：所述固态电解质锂离子电池包括正极集流体，正极活性材料层，负极集流体，负极活性材料层，固态电解质膜；所述的正极活性材料层包括正极活性材料、导电剂与粘结剂；所述的负极活性材料层包括负极活性材料、导电剂与粘结剂；其特征是：所述的粘结剂与固态电解质中包含同种含氟磺酰亚胺聚合物组分；

所述的含氟磺酰亚胺聚合物是含氟磺酰亚胺基的直链聚合物或者含氟磺酰亚胺基聚合物表面改性无机纳米颗粒的复合材料；

所述的制备方法包括如下步骤：

(1)将正极活性材料、导电剂、粘结剂以及第一溶剂混合均匀，制得正极活性浆料；将负极活性材料、导电剂、粘结剂以及第二溶剂混合均匀，制得负极活性浆料；

(2)将正极活性浆料与负极活性浆料分别喷涂在固态电解质膜的两面；

(3)将正极集流体设置在电解质膜涂有正极活性浆料的一侧，将负极集流体8设置在电解质膜涂有负极活性浆料的一侧，然后热辊压，将电极层与电解质膜压制为一体。

8.如权利要求7所述的一体化无界面的固态电解质锂离子电池的制备方法，其特征是：所述的第一溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上任意比例混合物；

所述的第二溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上任意比例混合物。