[发明专利]一种一体化固态磷酸铁锂电池的制备方法

权利要求书

1.一种一体化固态磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于：包括含磷烯亲和层的负极极片制备、含电解质薄膜的正极极片制备和一体化固态磷酸铁锂电池制备；

所述含磷烯亲和层的负极极片制备包括以下步骤：

S1、按照预设的重量比例，将95-98％的石墨负极材料、0-2％的磷烯复合导电剂以及2-3％的粘结剂SBR，依次加入吡咯烷酮溶剂中，得到负极浆料；

S2、将S1步骤中得到的负极浆料进行粘度调节，调节后将其均匀涂布在铜箔集流体上并烘干, 得到负极极片；

S3、将黑磷烯混入丙烯腈聚合物溶液中，加热搅拌6-8小时，得到含磷烯的丙烯腈聚合溶液；

S4、将S3步骤中得到的含磷烯的丙烯腈聚合溶液，趁热涂敷在S2步骤中得到的负极极片表面，得到含磷烯亲和层的负极极片；

所述含电解质薄膜的正极极片制备包括以下步骤：

s1、将正极活性材料、锂离子导电剂、粘结剂以及吡咯烷酮溶剂按照离子电池正极极片制备比例混合涂布制备正极极片，烘干后备用；

s2、将锂盐、陶瓷填料与高分子单体加入溶剂DMF中，加热得到含陶瓷填料的聚合物电解质乳液；

s3、将s2步骤中得到的含陶瓷填料的聚合物电解质乳液，涂布到s1步骤中烘干的正极极片的表层，得到网状交联的含电解质薄膜的正极极片；

所述一体化固态磷酸铁锂电池制备，将含磷烯亲和层的负极极片制备步骤中得到的含磷烯亲和层的负极极片，与含电解质薄膜的正极极片制备步骤中得到的含电解质薄膜的正极极片，进行热压复合，得到一体化固态磷酸铁锂电池。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中，所述磷烯复合导电剂包括磷烯与碳黑复合、磷烯与石墨化导电剂复合、磷烯与碳纳米管复合和磷烯与碳纤维复合形成的导电剂中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中，所述磷烯复合导电剂为黑磷烯-石墨烯复合导电剂，其中，磷烯与石墨烯混合比例为1:1-1:5。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中，所述磷烯为平均粒径为50nm-10um的球形或块状颗粒，所述碳黑或石墨化导电剂的粒径为5nm-10um。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中，浆料粘度为4000-7000cP。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述S4步骤中，磷烯亲和导电层的涂敷厚度为2-6 um。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述s1步骤中，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、镍钴锰、钴酸锂和锰酸锂中的一种；所述锂离子导电剂包括炭黑KS-6、KS-15、碳纳米管和碳纤维中的一种；所述粘结剂包括油性粘接剂PVDF和PAALi中的一种。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述s2步骤中，所述锂盐包括高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂和双三氟甲基磺亚胺锂中的一种或多种，所述锂盐用量为聚合物电解质质量的5％-60％。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述s2步骤中，所述陶瓷填料包括钛酸钡、钛酸锂、纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛中的一种或多种混合；所述陶瓷填料的粒径为20nm-1um，陶瓷填料用量为聚合物电解质质量的2％-40％。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述s2步骤中，所述高分子单体包括氧化乙烯和甲酸甲酯中的一种，所述聚合物包括聚氧化乙烯、聚甲酸甲酯、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯中的一种。