[发明专利]一种使用寿命长的固态硅锂电池制备方法

权利要求书

1.一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述固态硅锂电池包括含有复合硅负极、复合锂正极和动态聚合物电解质；

所述复合硅负极是由动态聚合物电解质、硅基活性材料、碳材料在有机溶剂中研磨，干燥而成；

所述复合锂正极是由动态聚合物电解质、锂基活性材料、碳材料在有机溶剂中研磨，干燥而成；

所述动态聚合物电解质是由含有二硫键和乙氧基的丙烯单体与甲基丙烯酸己酯反应，然后加入锂盐，干燥所得。

2.根据权利要求1所述的一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述硅基活性材料为硅颗粒，粒径为30～50nm；所述锂基活性材料为Li₂S颗粒，粒径为10～15nm。

3.根据权利要求1所述的一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述碳材料为乙炔黑、炭黑、科琴黑或super P中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述复合硅负极中动态聚合物电解质、硅基活性材料、碳材料的质量比为10:10～30:10～15；所述复合锂正极中动态聚合物电解质、锂基活性材料、碳材料的质量比为10:10～30:10～15。

5.根据权利要求1所述的一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述动态聚合物电解质的制备方法，具体合成步骤如下：

(1)将2,2'-(乙二氧基)二乙硫醇和2-丙烯-1-硫醇溶解在四氢呋喃溶液中，于室温下通入氧气，并将混合物搅拌过夜，洗涤，冷冻干燥，即得含有二硫键和乙氧基的丙烯单体；

(2)将步骤(1)制备的含有二硫键和乙氧基的丙烯单体与甲基丙烯酸己酯加入到无水N,N-二甲基乙酰胺溶液中，通入N₂鼓泡除去氧气，在N₂氛围下向溶液中加入偶氮二甲氧基异庚腈，然后将所得溶液在室温下搅拌24小时，通过暴露于空气中止反应，最后将所得粘稠溶液倒入冷却的甲醇中，再加入锂盐，室温干燥，即得动态聚合物电解质。

6.根据权利要求5所述的一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述步骤(1)中通过N₂鼓泡的时间为15～30min。

7.根据权利要求5所述的一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述步骤(1)中2,2'-(乙二氧基)二乙硫醇、2-丙烯-1-硫醇溶解和四氢呋喃的质量比为6:4.8～5.2:20～30。

8.根据权利要求5所述的一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述步骤(2)中含有二硫键和乙氧基的丙烯单体、甲基丙烯酸己酯、偶氮二甲氧基异庚腈、锂盐和N,N-二甲基乙酰胺的质量比为10:8～12:1～2:1～1.5:20～25。

9.根据权利要求5所述的一种使用寿命长的固态硅锂电池，其特征在于，所述步骤(2)中锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂中的一种或多种组合物。

10.一种根据权利要求1所述的使用寿命长的固态硅锂电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将硅基活性材料、动态聚合物电解质和碳材料加入到有机溶剂中，研磨，得到混合浆料，再将混合浆料倾倒在模具上，静置沉淀，干燥，得到含有复合硅负极；

(2)将锂基活性材料、动态聚合物电解质和碳材料加入到有机溶剂中，研磨，得到混合浆料，再将混合浆料倾倒在模具上，静置沉淀，干燥，得到含有复合锂正极；

(3)将所述的动态聚合物电解质、复合硅负极和复合锂正极加工成所需要的形状，在手套箱中压紧密封组装成全固态电池。