[发明专利]一种三维集流体固态电池的制备方法

摘要

公开了一种梯度固化的固态金属锂电池的结构设计。该结构设计为含有一定聚合梯度的原位聚合固态电解质，在负极侧具有高聚合度，从而利用其机械性能优势抑制锂枝晶的生长。在负载正极材料的三维孔道内部具有低的聚合度从而实现锂离子的快速传输。通过该结构设计实现对固态电解质聚合度随深度的调控，从而实现不同功能多样化。该结构设计原位聚合的方式合成梯度聚合的固态电解质，改善了复合聚合物电解质与电极之间的接触，有利于电池性能的发挥，制备的固态金属锂电池具有高倍率下优异的循环稳定性，极大的减小正极侧的界面电阻，同时对负极保护效果明显，提升了电池的安全性。

主权项

1.一种三维集流体固态电池的制备方法，包括如下步骤：步骤一，制备具有微米孔道的三维集流体，该三维集流体中具有微米孔道，且微米孔道为上下不贯通的盲孔；步骤二，通过高压灌注，水热法原位生长或浸渍法，将正极材料引入到三维集流体孔道内，然后烘干或者高温烧结；步骤三，在步骤(二)中得到的负载了正极材料的三维集流体的孔道一侧，涂覆含有固态电解质前驱体的溶液或者分散液，通过光引发前驱体在短时间内固化，且控制聚合条件得到三维集流体表面高聚合度固态电解质层，三维集流体孔道内部聚合度随孔深度逐步降低的固态电解质，实现固态电解质、正极、集流体的一体化；步骤四，将步骤(三)中得到的梯度聚合固态电解质，正极，集流体的一体化结构，与金属锂片组成全固态金属锂电池。