[发明专利]一种半固态电池的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种半固态电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在装配电池中注入聚合剂后陈化，再注入电解液，得到完成注液的电池；

(2)将步骤(1)中所述完成注液的电池静置进行凝胶化反应，完成所述凝胶化反应后对电池依次进行化成、老化和分容，得到所述半固态电池；

其中，步骤(1)所述聚合剂包括带有阳离子聚合功能的溶剂和/或带有阳离子聚合功能的凝胶因子。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述装配电池包括正极极片和负极极片；

优选地，所述正极极片的原料包括正极极片主材、导电剂和粘结剂；

优选地，所述正极极片主材包括LiNi_xCo_yMn_zO₂、NCM111、NCM532、NCM622、NCM712、镍锰铝、磷酸锰铁锂或磷酸亚铁锂中的任意一种或至少两种的组合，x≥0.8，y≥0.05，z≥0.05；

优选地，所述LiNi_xCo_yMn_zO₂包括NCM811或Ni90；

优选地，所述导电剂包括炭黑、乙炔黑、多壁碳纳米管或单壁碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述粘结剂包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚氨酯、丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述负极极片的原料包括负极极片主材、导电剂和粘结剂；

优选地，所述负极极片主材包括掺硅石墨、锂金属或金属合金中的任意一种；

优选地，所述掺硅石墨的掺硅量为3～80％，优选为5～60％，进一步优选为8～30％；

优选地，所述金属合金包括Ga-Sn、Ge-Se或Sn-Al中的任意一种；

优选地，所述导电剂包括炭黑、乙炔黑、多壁碳纳米管或单壁碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述粘结剂包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚氨酯、丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述带有阳离子聚合功能的溶剂包括1,3-二氧戊环和/或四氢呋喃；

优选地，步骤(1)所述带有阳离子聚合功能的凝胶因子包括包括氰基聚乙烯醇、聚乙二醇二缩水甘油醚或4,4′-二(硬脂酰胺基)二苯醚中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚合剂和电解液的质量比为(5～40):100，优选为(20～30):100；

优选地，步骤(1)所述电解液包括锂盐、钠盐、镁盐或铝盐中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或二氟双草酸磷酸锂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述钠盐包括NaPF₆；

优选地，所述镁盐包括Mg(PF₆)₂；

优选地，所述铝盐包括Al(PF₆)₃。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述锂盐的浓度为0.8～4M；

优选地，所述钠盐的浓度为0.01～0.5M；

优选地，所述镁盐的浓度为0.01～0.5M；

优选地，所述铝盐的浓度为0.01～0.5M。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述陈化的温度为20～50℃，优选为45～48℃；

优选地，步骤(1)所述陈化的时间为20～40h，优选为24～36h。