[发明专利]凝胶聚合物电解质动力电池

权利要求书

1.凝胶聚合物电解质动力电池，包括负极、正极、凝胶聚合物电解质和隔膜，所述正极包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体表面的正极活性物质层，所述负极包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体表面的负极活性物质层，其特征在于：

所述负极活性物质层包括石墨和分散于所述石墨的缝隙内的复合材料，所述复合材料为硅碳材料和/或碳锡材料，所述石墨的比重为大于或等于10%并且小于100%；所述石墨的粒径为0.5µm -100µm；

所述正极活性物质层包括镍钴铝三元材料LiNi_xCo_yAl_zO₂、镍钴锰三元材料LiNi_xCo_yMn_zO₂和富锂锰材料Li_aNi_xCo_yMn_zO₂中的至少一种，其中，a＞1；0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，且x+y+z=1；

所述凝胶聚合物电解质包括液态电解液、聚合物单体和引发剂，且液态电解液、聚合物单体和引发剂的质量比为（20-100）：（1-80）：（0.01-0.5）；

所述聚合物单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）和季戊四醇四丙烯酸酯（PETEA）中的至少一种，所述引发剂为偶氮二异丁腈（AIBN）和过氧化苯甲酰(BPO)中的至少一种；

所述硅碳材料为多孔碳层包覆的硅材料，所述碳锡材料为多孔碳层包覆的锡材料，多孔碳层的厚度为5µm -90µm；多孔碳层占所述硅碳材料或碳锡材料的质量比为10%-50%，多孔碳层的孔隙率为1%-90%；

所述正极集流体与所述正极活性物质层之间设置有预涂覆碳层，所述预涂覆碳层的厚度为0.1µm-30µm。

2.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质动力电池，其特征在于：所述液态电解液包括有机溶剂和锂盐，锂盐的浓度为0.7mol/L-1.2mol/L；所述有机溶剂包括醚、烷基碳酸酯、内酯和缩酮中的至少一种；所述锂盐为六氟砷酸锂（LiAsF₆）、六氟磷酸锂(LiPF₆)、三氟甲基磺酸锂、四氟硼酸锂（LiBF₄）和高氯酸锂（LiClO₄）中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质动力电池，其特征在于：所述负极活性物质层的表面设置有类SEI膜涂覆层，按质量百分比计，所述类SEI膜涂覆层的组成为：8%-96.5%的无定形碳、3%-90%的锂化合物和0.5%-2%的粘接剂，所述锂化合物为碳酸锂、烷基碳酸锂和氟化锂中的至少一种，所述类SEI膜涂覆层的厚度为1µm-50µm。

4.根据权利要求3所述的凝胶聚合物电解质动力电池，其特征在于：所述类SEI膜涂覆层的制备方法为：将无定形碳、锂化合物和粘接剂按所述质量百分比加入溶剂中调制成浆料，再将浆料喷涂或转印于负极活性物质层的表面，然后在70℃-100℃下进行热处理，形成类SEI膜涂覆层。

5.根据权利要求4所述的凝胶聚合物电解质动力电池，其特征在于：所述粘接剂为聚四氟乙烯、丁苯橡胶和海藻酸钠中的至少一种，所述溶剂为水、乙醇和丙酮中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的凝胶聚合物电解质动力电池，其特征在于：所述液态电解液还包括添加剂，所述添加剂的质量占所述液态电解液总质量的0.5%-10%，所述添加剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。