[发明专利]一种全固态电池的制备工艺

说明书

本发明提供一种全固态电池的制备工艺，包括以下步骤：S1：在一负极片上涂布熔融的电解质混合物形成第一电解质层；S2：将一正极片叠放在所述第一电解质层上，施加第一压力压合后，在所述正极片上涂布熔融的所述电解质混合物形成第二电解质层；S3：将另一负极片叠放在所述第二电解质层上，施加第二压力压合；S4：在步骤S3中所叠放的负极片上，重复步骤S1至S3的操作，重复次数为N，得到全固态电池，其中，N为整数，N≥0；所述电解质混合物由以下重量百分比含量的成分混合构成：30～70％PEO、10～40％LiTFSI、4～10％PEG、4～10％PVDF、0～25％氧化物固态电解质、0～25％硫化物固态电解质。电解质混合物不易引入水分，降低工艺流程管控成本，制得的固态电池的界面阻抗低，电池内阻小。

技术领域

本发明涉及固态电池技术领域，尤其是指一种全固态电池的制备工艺。

背景技术

固态电池是具有高能量密度、高安全性等特点，是未来锂电池的发展方向。

现有的固态电池的正负极制造工艺都是沿用传统的液态锂电池的正负极制造工艺进行，只是在配方上做了一些改动。与传统液态锂电池的工艺相比，多出来了固态电解质的制备工艺，即现有的固态电池的工艺路线图的简易图如图1所示。

固态电池现阶段段面临很多技术难点。例如，固态电解质与极片界面阻抗高，严重影响电池性能。目前，公开资料显示有不少改善固体电池界面性能的文资料。例如，1)利用微波、声波、超声波等方式对固体电解质表面与电极表面加热融化促进界面融合，从而减少电池界面阻抗；2)使用聚氧化乙烯溶液注入电极与固体电解质之间来改善界面性能。

但采用图1所示的工艺路线依然具有有以下几点的缺点：1)电解质制备采用溶剂分散混料的方式进行，工序繁琐，需要多次开罐加料并调节粘度，而固态电解质对水分敏感，此种混料方式容易引入水分，管控成本高；2)固态电解质浆料需要通过涂布的工艺方式涂覆在正负极的单面上，正负极的另一面无电解质涂覆，这样组装的电池无电解质面界面阻抗较大，对电池性能影响较大，后续虽然有夹具热压工序，但改善有限；3)整个电池制造工序流程增加了电解质在极片上涂布工序，管控项增多，而且，该工艺流程对软包电池相对有利，但对硬壳电池无法使用，局限性较高无法通用；4)在固体电池制作的基础上还需增加了改善固体电池界面的界面处理工序，工艺相对繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：通过改进并简化全固态电池的制备工艺，减少电池界面阻抗。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种全固态电池的制备工艺，包括以下步骤：

S1：在一负极片上涂布熔融的电解质混合物形成第一电解质层；

S2：将一正极片叠放在所述第一电解质层上，施加第一压力压合后，在所述正极片上涂布熔融的所述电解质混合物形成第二电解质层；

S3：将另一负极片叠放在所述第二电解质层上，施加第二压力压合；

S4：在步骤S3中所叠放的负极片上，重复步骤S1至S3的操作，重复次数为N，得到全固态电池，其中，N为整数，N≥0；

所述电解质混合物由以下重量百分比含量的成分混合构成：30～70％聚氧化乙烯、10～40％LiTFSI、4～10％聚乙二醇、4～10％聚偏氟乙烯、0～25％氧化物固态电解质、0～25％硫化物固态电解质。

进一步地，所述电解质混合物在165-200℃的真空条件下搅拌加热至熔融状态。

进一步地，搅拌的公转速度为15-50rpm，搅拌的自转速度为1000-5000rpm，搅拌加热的时间为1-6h；完全熔融后还需要在真空条件下恒温静置1.5-2.5h，使所述电解质混合物的粘度保持在7000-40000Pa·s范围内后涂布。