[发明专利]一种三维集流体固态电池的制备方法

权利要求书

1.一种三维集流体固态电池的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，制备具有微米孔道的三维集流体，该三维集流体中具有微米孔道，且微米孔道为上下不贯通的盲孔；

步骤二，通过高压灌注，水热法原位生长或浸渍法，将正极材料引入到三维集流体孔道内，然后烘干或者高温烧结；

步骤三，在步骤(二)中得到的负载了正极材料的三维集流体的孔道一侧，涂覆含有固态电解质前驱体的溶液或者分散液，通过光引发前驱体在短时间内固化，且控制聚合条件得到三维集流体表面高聚合度固态电解质层，三维集流体孔道内部聚合度随孔深度逐步降低的固态电解质，实现固态电解质、正极、集流体的一体化；

步骤四，将步骤(三)中得到的梯度聚合固态电解质，正极，集流体的一体化结构，与金属锂片组成全固态金属锂电池。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固态电解质前躯体含有能够发生光聚合反应的含有烯属不饱和键的丙烯酸酯及其衍生物单体，光引发剂，增韧剂及电解质盐溶液。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含有烯属不饱和键的丙烯酸酯及其衍生物单体为甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯、环氧乙烷改性的双酚A二丙烯酸酯中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固态电解质的固化条件为固化时间2-30分钟，紫外灯功率为1000-3000W，光源距离三维集流体的高度为5-20厘米，紫外光主波段为365-420纳米。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固态电解质的固化条件为固化时间5-10分钟。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述光源距离三维集流体的高度为10-15厘米。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述增韧剂选自CH₃CHO、LiPO₃、Li₃PO₄，聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，聚乙二醇分子量大于50000，小于500000，聚乙烯吡咯烷酮分子量大于50000，小于500000。

9.如权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，其中步骤二中所述正极材料的活性物质选自五氧化二钒，钴酸锂，磷酸铁锂，锰酸锂，硫，氟化铁中的一种或几种，粘结剂为聚偏氟乙烯，导电添加剂为导电炭黑。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中步骤一中三维集流体材料为金属铝箔，步骤二的正极材料引入方式为高压灌注法，步骤三中所述的固态电解质的制备方法为将增韧剂CH₃CHO与六氟磷酸锂、乙烯碳酸酯-丙烯碳酸酯溶剂按体积比1:(1-2):(4-5)混合均匀后，再与乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体按照1:(1-2)的体积比混合，最后加入占单体质量分数0.05-0.2％量的引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，然后固化得到，固化条件为固化时间4－6分钟，紫外光功率2000－3000W，光源距离三维集流体表面距离为10－15厘米，所述的正极材料为五氧化二钒。