[发明专利]一种一次轻薄型凝胶固态氟电池及其制备方法

说明书

本发明涉及电池技术领域，公开了一种一次轻薄型凝胶固态氟电池及其制备方法。通过采用软包结构封装氟化碳正极片、锂金属负极片及介于两极片之间的凝胶固态电解质，既可以避免因氟化碳材料成本高而存在的商业障碍，又能发挥氟化碳材料的高容量优势，使得最终制备的一次轻薄型电池容量较常规锂二氧化锰电池高出25％左右，进而可广泛应用于一次轻薄型电池领域，满足当前用户对一次轻薄型电池的高电池容量需求。此外，所述一次轻薄型凝胶固态氟电池还具备低自放电优势、使用寿命长(可达到10年以上)和高低温适应性强(可在‑40～100摄氏度的温度环境下使用)等优点，便于实际应用和推广。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种一次轻薄型凝胶固态氟电池及其制备方法。

背景技术

现有常规的一次轻薄型电池普遍采用锂二氧化锰材料方案，但是由于存在容量不够高、安全性、可靠性不够好和温度范围窄(锂二氧化锰电池仅能满足-20℃到60℃之间使用)的问题，难以满足用户对一次轻薄型电池的电池容量需求。

发明内容

为了解决现有一次轻薄型电池所存在的电池容量不足的问题，本发明目的在于提供一种一次轻薄型凝胶固态氟电池及其制备方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种一次轻薄型凝胶固态氟电池，包括电池芯本体、凝胶固态电解质、正极耳、负极耳和软包装膜，其中，所述电池芯本体由分别呈平铺状、折叠状或卷绕状的氟化碳正极片和锂金属负极片构成，所述凝胶固态电解质填充在所述氟化碳正极片与所述锂金属负极片之间，所述正极耳的一端电连接所述氟化碳正极片，所述正极耳的另一端伸出所述软包装膜，所述负极耳的一端电连接所述锂金属负极片，所述正极耳的另一端也伸出所述软包装膜，所述软包装膜密封所述电池芯本体、所述凝胶固态电解质、所述正极耳的极片连接端和所述负极耳的极片连接端；

所述氟化碳正极片包括片状集流体和氟化碳粉体层，其中，所述氟化碳粉体层附着在所述片状集流体的且朝向所述锂金属负极片的一面上/和附着在所述片状集流体的且背向所述锂金属负极片的一面上。

优化的，当所述电池芯本体由分别呈折叠状或卷绕状的正极片和负极片构成时，在相对的两正极片表面之间和/或两负极片表面之间嵌设有厚度介于0.005～0.03mm的隔离膜。

具体的，所述隔离膜为PP隔膜、PE隔膜、陶瓷隔膜、PP/PE覆合隔膜或无纺布隔膜。

具体的，所述氟化碳正极片的厚度介于0.05～0.5mm之间，面密度介于5～50mg/cm²之间。

具体的，所述锂金属负极片的厚度介于0.02～0.5mm之间，面密度介于8～80mg/cm²之间。

具体的，所述锂金属负极片为锂金属带、锂金属-铜箔复合带、锂金属-铜网复合带、锂金属-镍箔复合带、锂金属-镍网复合带、锂金属-钢箔复合带或锂金属-钢网复合带。

具体的，所述凝胶固态电解质包含锂盐、溶剂和添加剂，其中，所述锂盐包含LiPF6、LiAsF6、LiClO4、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或LiBOB，所述溶剂包含EC、EMC、DEC、DMC、碳酸亚乙烯酯、CS2和/或亚硫酸乙烯酯，所述添加剂包含SEI膜优化剂和/或阻燃添加剂。

具体的，所述正极耳或所述负极耳包括金属带和用于密封连接所述金属带与所述软包装膜的极耳胶体。

具体的，所述软包装膜为厚度介于0.05～0.2mm之间的铝塑膜、镍塑膜、铜塑膜、钢塑膜、PP膜、金属箔或尼龙膜。

具体的，所述片状集流体为厚度介于0.01～0.05mm的铝箔或涂炭铝箔。

具体的，所述氟化碳粉体层包含重量百分比介于90～98％之间的氟化碳粉末、重量百分比介于0.5～5％之间的导电剂和重量百分比介于0.5～5％之间的粘结剂。