[发明专利]柔性全固态聚合物锂电池及其制备方法

权利要求书

1.柔性全固态聚合物锂电池，其特征在于：所述柔性全固态聚合物锂电池，包括柔性正极层、固态电解质层、柔性负极层和封装膜，叠放顺序为封装膜-柔性正极层-固态电解质层-柔性负极层-封装膜；

所述固态电解质层由无机陶瓷填料、锂盐、聚合物高分子组成的有序多层固态电解质纤维，其中锂盐包含于纤维之中，无机陶瓷填料则嵌入纤维或附着在纤维表面；

所述固态电解质层的制备方法包括：将锂盐完全溶解于溶剂中，待锂盐完全溶解后将无机陶瓷填料颗粒或纤维加入溶液中混匀后再超声0～5h，再加入聚合物混匀得到静电纺丝溶液，纺丝并收集纺丝得到纺丝膜，再将纺丝膜叠加并在20℃～200℃之间进行干燥得到固态电解质层；

所述无机陶瓷填料质量分数为5％～90％，锂盐质量分数为0％～35％，且锂盐质量分数不为0％，聚合物高分子质量分数为10％～90％；

所述无机陶瓷填料为颗粒或纤维结构，其成分为：Li_1+xAl_xTi_2－x(PO4)₃、La_2/3－yLi_3yTiO₃、Li_1+xAl_xGe_2－x(PO₄)₃、Li_4－wGe_1－wP_wS₄、Li₇La₃Zr₂O₁₂中的一种或几种，其中x＜2，y＜2/3，z＜4，w＜1；

所述聚合物高分子为聚氧化乙烯、聚苯醚、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氧化丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙二醇酯及其衍生物中的一种或几种；

所述锂盐为高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂、氟代烷基磷酸锂、二草酸硼酸锂中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的柔性全固态聚合物锂电池，其特征在于：所述封装膜为PET塑料、PDMS或铝塑膜中的一种。

3.权利要求1或2所述的柔性全固态聚合物锂电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将柔性正极层、固态电解质层、柔性负极层按顺序叠加在一起并在0～10Mpa压力75～105℃温度热压0～30min时间，热压后静置冷却0～10h时间，然后在两侧加上封装膜，形成封装膜-柔性正极层-固态电解质层-柔性负极层-封装膜的顺序，冷压、四周封口并引出正负极，即得柔性全固态聚合物锂电池；

所述固态电解质层的制备方法包括：将锂盐完全溶解于溶剂中，待锂盐完全溶解后将无机陶瓷填料颗粒或纤维加入溶液中混匀后再超声0～5h，再加入聚合物混匀得到静电纺丝溶液，纺丝并收集纺丝得到纺丝膜，再将纺丝膜叠加并在20℃～200℃之间进行干燥得到固态电解质层；所述无机陶瓷填料质量分数为5％～90％，锂盐质量分数为0％～35％，且锂盐质量分数不为0％，聚合物高分子质量分数为10％～90％。

4.根据权利要求3所述的柔性全固态聚合物锂电池的制备方法，其特征在于，所述柔性正极层的制备方法包括：将正极活性物质、导电剂、聚合物高分子、溶剂按质量比1～9：0～6：0～6：0～300配置成正极浆料，将正极浆料均匀的涂敷于多孔柔性导电基底上并静置0～5h，再在20℃～200℃干燥处理得到柔性正极层；

所述正极活性物质为：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或镍钴锰酸锂三元材料中的至少一种。

5.根据权利要求3或4所述的柔性全固态聚合物锂电池的制备方法，其特征在于，所述柔性负极层制备方法包括：将负极活性物质、导电剂、聚合物高分子、溶剂按质量比1～9：0～6：0～6：0～300配置成负极浆料，将负极浆料均匀的涂敷于多孔柔性导电基底上并静置0～5h，让浆料尽量填满空隙，再在20℃～200℃之间进行干燥处理得到柔性负极层；

所述负极活性物质为：石墨、二硫化钼、钛酸锂、四氧化三钴、碳硅复合材料、碳纤维、FTO、ITO中的至少一种。