[发明专利]一种固态电池塑料封装材料及其应用

说明书

本发明属于新能源、电化学以及高分子材料领域，更具体地，涉及一种固态电池塑料封装材料及其应用。该固态电池塑料封装材料按重量份计，包括60～70份的紫外光固化预聚体、20～35份的活性稀释剂单体和5～15份的光引发剂。将上述塑料封装材料应用于全固态塑料锂离子电池的制备，制备过程中使用紫外光固化塑料封装工艺代替传统的钢壳和铝塑膜封装工艺，有效地减少了金属的资源使用和极大的提高了锂离子电池的能量密度；另一方面，固态电解质隔膜的使用，使得制备的塑料电池具有优良的柔性、可折叠性能以及良好的安全性能；最后将集电极铝箔和铜箔直接用于电池的测试，减少了镍电极和铝电极的使用，进一步提高了锂离子电池的能量密度。

技术领域

本发明属于新能源、电化学以及高分子材料领域，更具体地，涉及一种固态电池塑料封装材料及其应用。

背景技术

能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础，是国民经济、国家安全和实现可持续发展的重要基石。随着传统生化能源如，石油、煤、天然气等快速的消耗殆尽，而且它们的燃烧还会产生温室气体和其他有毒有害的物质(SO₂、NO₂等)，对环境和经济的可持续发展带来很多不利影响。因此，寻找可再生的新型绿色能源是当下研究人员最紧迫的任务。

锂离子电池作为上世纪90年代的新新能源，一直倍受人们广泛的关注，且广泛应用于电动汽车、3C数码产品、电站储能等领域。但是当前的锂离子电池的封装技术主要为钢壳和铝塑膜封装，金属材质的高密度极大的限制了锂离子电池的能量密度；并且随着柔性设备如可穿戴设备、柔性手机的快速发展，对锂离子电池的柔性提出了更高的要求。另外，锂离子电池的起火和爆炸等安全问题也倍受重视。因此，我们亟待开发一种高能量密度、易于加工设计和具有高安全性能的新型锂离子电池。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种全固态电池塑料封装材料及其应用，其充分结合现有锂离子电池封装材料的特点和需求，针对性对固态锂离子电池的封装材料进行重新设计，相应提出了一种新的固态电池塑料封装材料，将其应用于全固态锂离子电池的制备中，得到的锂离子电池能量密度大大提升，且电池柔性更好，由此解决现有锂离子电池采用金属封装材料得到的锂离子电池能量密度低、柔性差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种固态电池塑料封装材料，按重量份计，包括60～70份的紫外光固化预聚体、20～35份的活性稀释剂单体和5～15份的光引发剂。

优选地，所述紫外光固化预聚体为聚氨酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯。

优选地，所述紫外光固化预聚体为聚氨酯丙烯酸酯。

优选地，所述活性稀释剂单体选自二缩三丙二醇、1,6-己二醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸-β-羟乙酯。

优选地，所述活性稀释剂单体为二缩三丙二醇。

优选地，所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮。

优选地，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的封装材料的应用，用于制备固态塑料电池。

优选地，所述的应用，将锂离子电池正极材料、全固态电解质膜和锂离子电池负极材料依次层叠，然后滴加光固化前驱体在紫外光下曝光得到全固态塑料电池；

其中，所述光固化前驱体按照如下方法获得：按重量份计，将60～70份的紫外光固化预聚体、20～35份的活性稀释剂单体和5～15份的光引发剂混合得到所述光固化前驱体。

优选地，所述锂离子电池正极材料按照如下方法获得：将钴酸锂、炭黑和PVDF按质量比例80～90：10～15：5～10混合，混合均匀，涂布在铝箔上，得到锂离子电池正极材料。