[发明专利]一种原位聚合固态电池的制备方法

说明书

本发明涉及一种原位聚合固态电池的制备方法，包括以下步骤，步骤S1：将电解质盐、有机溶剂、1‑10％的丙烯酸酯类和0.1‑1％的引发剂AIBN混合制成混合物Ⅰ；其中，所述丙烯酸酯类为四丙烯酸异戊四酯、季戊四醇三丙烯酸酯、烯丙基羟乙基醚中的一种或多种；步骤S2：以质量比为6:3:1称取活性物质、乙炔黑和PVDF制作正极片，以锂片为负极，以所述混合物Ⅰ为电解液，以聚丙烯薄膜为隔膜组装电池；步骤S3：将所述电池置于烘箱中，待电池加热至40℃‑80℃后，维持1‑30min。本发明采用原位热固化技术可以很好的改善电解质与电池正负极之间的界面问题。

技术领域

本发明属于绿色储能技术领域，具体涉及一种原位聚合固态电池的制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池在移动电子设备电源中取得了极大成功。用于商业化的锂离子电池正极材料的理论比容量大约在120-200mAh/g左右，因受到电池正极材料理论比容量的限制，进一步大幅提高锂离子电池的实际能量密度，以满足用于长距离运输的电动汽车或者混合动力汽车的要求变的难上加难。

近几年来，高容量锂离子电池受到越来越广泛地关注。例如，在锂硫电池中，活性物质硫的理论比容量为1675mAh/g，电池比理论能量更是高达2600Wh/kg，是传统磷酸铁锂离子电池的5-8倍。但因活性物质电性差、负极金属锂表面的枝晶问题使得高比容量锂离子电池的大规模商业化生产仍然较为困难；其中，活性物质流失是锂离子电池面临的最严重问题。在充放电过程中，活性物质在传统的液态醚类电解液中会溶解以及分解，从理论方面来看，这种流失行为是导致库伦效率低的最主要的原因；容量衰减会导致充电一直充不上去，充电容量高，库伦效率低。但若使用新型的全固态电解质，锂离子电池体系内部只是固态到固态的转化，反应速度又会很慢，极化会很大，且全固态电解质存在严重的界面电阻和离子电导率低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种原位聚合固态电池的制备方法，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种原位聚合固态电池的制备方法，包括以下步骤，

步骤S1：将电解质盐、有机溶剂、1-10％的丙烯酸酯类和0.1-1％的引发剂AIBN混合制成混合物Ⅰ；其中，所述丙烯酸酯类为四丙烯酸异戊四酯、季戊四醇三丙烯酸酯、烯丙基羟乙基醚中的一种或多种；

步骤S2：以质量比为6:3:1称取活性物质、乙炔黑和PVDF制作正极片，以锂片为负极，以所述混合物Ⅰ为电解液，以聚丙烯薄膜为隔膜组装电池；

步骤S3：将所述电池置于烘箱中，待电池加热至40℃-80℃后，维持1-30min。

本发明的有益效果是：将电池置于烘箱中加热固化使得混合物Ⅰ变为凝胶态的电解质，凝胶态的电解质能够有效的抑制活性物质的流失，从而提升锂离子电池的循环寿命；同时，凝胶态的电解质集中了液态电解液的高离子电导率和全固态电解质的安全性于一体，可提高电池的安全性能；另采用原位热固化技术可以很好的改善电解质与电池正负极之间的界面问题；同时，采用原位热固化技术不改变电池制备工艺，制备低界面阻抗的固态电池，操作性良好。

进一步：所述步骤S1为：将电解质盐、有机溶剂、1-10％的四丙烯酸异戊四酯和0.1-1％的引发剂AIBN混合制成混合物Ⅰ。

进一步：所述步骤S1为：将电解质盐、有机溶剂、1-10％的季戊四醇三丙烯酸酯和0.1-1％的引发剂AIBN混合制成混合物Ⅰ。

进一步：所述步骤S1为：将电解质盐、有机溶剂、1-10％的四丙烯酸异戊四酯、1-10％的烯丙基羟乙基醚和0.1-1％的引发剂AIBN混合制成混合物Ⅰ。