[发明专利]聚合物复合极片及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了聚合物复合极片及其制备方法和应用。其中，制备聚合物复合极片的方法包括：(1)提供极片基体；(2)将正极浆料或负极浆料施加到所述极片基体的至少部分表面，并依次进行辊压处理和第一干燥处理，得到复合极片前体；(3)将电解质浆料施加到所述复合极片前体的至少部分表面，并进行第二干燥处理，得到所述聚合物复合极片。该方法在制备得到复合极片前体的基础上，通过将电解质浆料施加到复合极片前体的至少部分表面，可以使电解质有效地浸入到极片内部，不影响极片的压实密度。将该聚合物复合极片应用于半固态电池中，可以显著提高电池的能量密度等电化学性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，本发明涉及聚合物复合极片及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子二次电池具有能量密度高、功率密度高、续航时间长等优点，在日常生活中广泛应用，已成为便携式电子产品的可充电电源的首选对象，也被认为是最具竞争力的车用动力电池。

目前大规模商业化的锂离子电池为液态电池，其中电解液含量较多，具有易燃、易爆、易泄露等缺点。全固态电池的生产的安全性高，但生产难度较大，目前难以普及。半固态电池通过采用固态电解质膜来减少电解质的用量，安全相对于液态电池较高，可作为液态电池到全固态电池的过渡产品。但现有的半固态电池的极片压实密度较低，导致电池的能量密度仍不理想。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出制备聚合物复合极片的方法、由该方法制备得到的聚合物复合极片和半固态电池。其中，制备聚合物复合极片的方法通过将聚合物浸入到极片内部的方式制备聚合物复合极片，不影响极片的压实密度。将该聚合物复合极片应用于半固态电池中，可以显著提高电池的能量密度等电化学性能。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备聚合物复合极片的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)提供极片基体；(2)将正极浆料或负极浆料施加到所述极片基体的至少部分表面，并依次进行辊压处理和第一干燥处理，得到复合极片前体；(3)将电解质浆料施加到所述复合极片前体的至少部分表面，并进行第二干燥处理，得到所述聚合物复合极片。

根据本发明上述实施例的制备聚合物复合极片的方法，在制备得到复合极片前体的基础上，通过将电解质浆料施加到复合极片前体的至少部分表面，可以使电解质有效地浸入到极片内部，不影响极片的压实密度。将该聚合物复合极片应用于半固态电池中，可以显著提高电池的能量密度等电化学性能。

另外，根据本发明上述实施例的制备聚合物复合极片的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，步骤(3)包括：将聚合物、锂盐、增塑剂与溶剂混合，得到所述电解质浆料(聚合物电解质)；将所述电解质浆料施加到所述复合极片前体的至少部分表面，并进行所述第二干燥处理，得到所述聚合物复合极片。

在本发明的一些实施例中，所述电解质浆料(聚合物电解质)的浓度为10％～30％，所述聚合物、所述锂盐、所述增塑剂的质量比为(30～65):(10～50):(10～30)。

在本发明的一些实施例中，所述聚合物选自聚丙烯酸乙二醇酯、聚二乙烯基硫、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚乙烯氧化物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丙烯酯、聚乙酸乙烯酯中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，所述聚合物的分子量为5万～30万。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)包括：将聚合物单体、引发剂、锂盐、增塑剂与溶剂混合，得到所述电解质浆料(聚合物电解质前驱体)；将所述电解质浆料施加到所述复合极片前体的至少部分表面，并依次进行真空热处理和第二干燥处理，得到所述聚合物复合极片。