[发明专利]一种固态锂离子电池极片的制备方法

说明书

本发明涉及固态电池技术领域，特别涉及一种固态锂离子电池极片的制备方法。具体步骤如下：S1.将锂基蒙脱土、锂盐、表面活性剂、MMA单体、AIBN、NMP依次加入到搅拌罐中，在常温下搅拌均匀，得混合液A；S2.将混合液A转移至密封罐中，在50℃‑70℃中搁置一段时间，至混合液A粘度在3000‑7000mPa.s；S3.将一定粘度的混合液A涂覆在正、负极片的一侧；S4.将极片至于80℃‑120℃中搁置20min‑60min，让混合液A继续聚合，同时除去NMP，在极片表面形成多孔凝胶电解质。本发明通过电解质组合物，提高电解质的离子电导率，进而提升锂电的电化学性能；提升电池的阻燃性、热稳定性和减少内阻，并提升现有固态锂离子电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及固态电池技术领域，特别涉及一种固态锂离子电池极片的制备方法。

背景技术

随着下游应用领域的不断技术革新，对锂电行业提出了更高的要求，锂电技术向更高比能量和安全性方向发展。从锂电技术发展路径来看，固态锂电将是锂电技术发展的必经之路。固态电解质是固态电池的关键组分，优良的固态电解质应满足以下几个关键条件：高的离子电导率和低的电子电导率、宽的电化学窗口、良好的热稳定性和加工性能、以及电解质电极之间良好的化学和电化学稳定性。

蒙脱土是一种可经过加工而得到的颗粒黏土，作为一种自然矿物而分布于世界各地，因其价格低廉、用途广泛，被人们誉为“万能材料”。同时其具备独特的晶体结构，这个结构决定了蒙脱土具有特殊的物理化学性能，蒙脱土片层中的同晶置换现象十分普遍，其中四面取代体中的高价Si⁴⁺容易被Al³⁺所取代，而八面取代体中的Al³⁺容易被低价的Fe²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺取代，原本的电荷平衡被打破，使得单片层晶体总体呈现负电荷，为了保持电荷平衡，蒙脱土片层需要吸附等电量的阳离子到片层间。能够被吸附在蒙脱土层间的阳离子种类不多，主要有Na+、Mg2+，Ca²⁺、Li⁺、H⁺等阳离子，这些阳离子可以相互取代或被其他阳离子所取代，因此蒙脱土的片层间具有良好的阳离子交换能力和分子吸附能力，可以有效改善凝胶电解质离子电导率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，制备一种可商业化生产的固态锂离子电池极片。提供一种固态锂离子电池极片的制备方法。本发明将凝胶电解质用涂布机直接涂覆于极片表面，该制备方法简便，成本低。同时凝胶电解质中加入锂基蒙脱土、与锂盐，可有效提升电解质的离子电导率。电解质中加入的AIBN既可作为单体聚合的引发剂，同时也可作为发泡剂，增加电解质孔隙率，提高后续注入电解液的吸附能力，进一步提升电解质的离子电导率，以及固态锂离子电池的循环寿命。

实现本发明目的的技术方案是：

一种固态锂离子电池极片的制备方法，具体步骤如下：

S1.将锂基蒙脱土、锂盐、表面活性剂、MMA单体、AIBN、NMP依次加入到搅拌罐中，在常温下搅拌均匀，得混合液A；

S2.将混合液A转移至密封罐中，在50℃-70℃中搁置一段时间，至混合液A粘度在3000-7000mPa.s；

S3.将一定粘度的混合液A涂覆在正、负极片的一侧；

S4.将极片至于80℃-120℃中搁置20min-60min，让混合液A继续聚合，同时除去NMP，在极片表面形成多孔凝胶电解质。

进一步的，所述锂基蒙脱土含量为MMA单体质量的0.5-5％。

进一步的，所述锂盐为LiFSI或者LiTFSI，所述锂盐添加量为MMA单体质量的5％-10％。

进一步的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠，添加量为MMA单体质量的0.05％-0.2％。