CN102522560B - 一种锂离子二次电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂离子二次电池及其制备方法，该电池的负极为含凝胶涂层的锂离子电池硅基负极，包括集流体、负载在集流体上的硅基负极材料以及涂覆后经过热处理负载在硅基负极材料表面的凝胶涂层，所述的凝胶涂层包括高分子基体材料、非水溶剂、增塑剂和溶解于非水溶剂中的电解质锂盐，所述的凝胶涂层厚度为5～50微米，优选10～20微米。本发明的锂离子二次电池的负极涂覆有凝胶涂层，该凝胶涂层是由高弹性和高粘性的高分子基体和含有锂盐的电解质组成，涂覆在硅基负极表面，通过热处理的方式在电极表面和孔隙中形成具有半固态性的凝胶层，不仅可减缓在充放电过程中硅基负极活性物质颗粒粉化，而且可避免粒子发生重新团聚。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种锂离子二次电池及其制备方法，属于锂离子二次电池领域。
背景技术
随着各种便携式电子设备及电动汽车的广泛应用和快速发展，对化学电源的需求和性能需求急剧增长。和其它化学电源相比，锂离子电池以其长寿命和高功率特性等优势成功并广泛应用于终端移动电子设备领域。目前，商品化锂电池中大多采用锂过度金属氧化物/石墨体系，由于该体系电极的理论储锂容量较低（如石墨，372mAh/g），已经不能满足人们对电池高容量的需求。
在已知的储锂材料中，硅具有最高的理论容量（不包括嵌入锂的质量时，约为4200mAh/g）和相对较低的脱锂电位（0.1-0.5V vs. Li/Li+），是最理想的锂离子电池负极材料（J.O.Besenhard，J.Yang et.al.,J.Power Sources，1997,68:87）。但硅材料在高度脱嵌锂的条件下，存在严重的体积效应，容易导致材料结构崩塌和电极材料的剥落而使电极材料失去电接触，从而造成电极的循环性能急剧下降，因此该体系电池距实用化程度还有一定的距离。
为了减少硅在脱嵌锂过程中的体积效应，获得容量较高、循环性能优异的锂电池，目前许多研究者都致力于硅基材料的改性和优化。如日立属下的Maxwell公司采用的CVD法制备的硅颗粒外包裹无定型碳层的复合体系，改善了硅材料的结构和导电性能，在一定程度上能抑制锂嵌入和脱出过程的体积效应，从而使该类材料的循环性能得到了提高。但CVD法的过程难以控制，不确定因素多，因此难以规模化生产。C.S.Wang等人采用石墨与硅粉通过机械球磨的方法制备的硅/碳二元体系复合材料具有较高的首次嵌锂容量，但其充放电性能不稳定，尤其是初始几个循环容量衰减很快（J.Electrochem.Soc.,8（1998）：2751-2755）。另外，制备微米或纳米尺度的硅，增加材料的比表面积、减少锂离子的扩散距离，但细小化的硅颗粒，在循环过程中存在强烈的重新团聚而形成“电化学烧结”（H.Li,X.J.Huang et.al.,Solid State Ionics,2000,135：181）的现象。还有很多改善硅基材料循环性能的方法，如溶胶-凝胶法、硅碳复合法、表面包覆等，在此不一一累述。
国家知识产权局于2011.5.11公开了一项申请号为201010236440.9，名称为“多层膜负极极片及其制作方法”的发明专利，其公开了一种在负极表面涂覆聚合物涂层的方法，主要步骤包括，首先将聚合物溶解于丙酮、丁酮等有机溶剂中，并且将氧化物粒子和第二溶剂混合成有机悬浮液，共同形成聚合物涂层液；再将聚合物涂层液涂覆在负极材料表面，成膜后干燥形成负极片。
该方法存在如下缺陷：首先，该方法将使用大量的丙酮、丁酮等有机溶剂，不仅增加生产成本，还对操作人员和环境带来不利影响；其次，丙酮、丁酮等有机溶剂在生产过程中很难完全去除，痕量的杂质会影响电池的充放电效率和寿命；另外，由于负极材料在充放电过程中，电极会发生反复的膨胀和收缩，因此该方法制备的涂层膜和负极的界面接触性会逐渐变差，这不仅影响电池的倍率特性而且会降低电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中锂离子电池硅基负极在充放电过程中体积效应大、易粉化，从而导致电池循环性能差的缺陷，提供一种含有凝胶涂层的锂离子电池硅基负极制成的锂离子二次电池，可减缓在充放电过程中硅基负极活性物质颗粒粉化，而且可避免粒子发生重新团聚。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种锂离子二次电池，包括铝塑膜封装袋和极芯，极芯密封包覆于铝塑膜封装袋内，所述极芯包括正极、电解质锂盐溶解在非水溶剂中形成的电解液、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于：所述的负极为含凝胶涂层的锂离子电池硅基负极，包括集流体、负载在集流体上的硅基负极材料以及涂覆后经过热处理负载在硅基负极材料表面的凝胶涂层，所述的凝胶涂层包括高分子基体材料、非水溶剂、增塑剂和溶解于非水溶剂中的电解质锂盐，所述的凝胶涂层厚度为5～50微米，优选10～20微米。
本发明所述的凝胶涂层中的高分子基体材料、非水溶剂和增塑剂的具体配比按照重量份数计为：高分子基体材料的含量为1～10份；非水溶剂的含量为30～95份；增塑剂的含量为4～20份；所述电解液中的电解质锂盐和凝胶涂层中的电解质锂盐分别溶解在非水溶剂中的浓度均为0.5mol/L～2.0mol/L，优选0.8mol/L～1.2mol/L。
本发明所述的硅基负极材料为含有纳米硅、硅-碳材料、硅合金材料或者纳米硅-石墨复合材料的硅基负极材料，作为一种优选的实施方法，选用纳米硅-石墨复合材料。
本发明所述的高分子基体材料为聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙酸乙酯（PVAC）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯酸乙二醇酯（PEGDA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF)、聚二乙烯基硫（PVS）以及它们的共聚物、衍生物中的一种或任意比例的几种。作为一种优选的实施方法，所述高分子基体材料为聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF)。
本发明所述的非水溶剂为低沸点有机溶剂：碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸乙丙酯（EPC）、碳酸乙丁酯（BEC）、碳酸二丙酯（DPC）中的一种或任意比例的几种。作为一种优选的实施方法，所述非水溶剂为碳酸二甲酯（DMC）。
本发明所述的电解质锂盐为六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、高氯酸锂（LiClO4）、三氟甲基磺酸锂（CF3SO3Li）中的一种或任意比例的几种。作为一种优选的实施方法，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂（LiPF6）。
本发明所述的增塑剂为高沸点有机溶剂：如碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯（BC）、γ-丁内酯（γ-BL）、碳酸亚乙烯酯（VC）、亚硫酸丙烯酯（PS）中的一种或任意比例的几种。作为一种优选的实施方法，所述增塑剂为碳酸乙烯酯（EC）。
本发明所述的隔膜选自本领域技术人员公知的锂离子电池所用的各种隔膜层，包括聚丙烯微多孔膜（PP）、聚乙烯微多孔膜（PE）、玻璃纤维毡或PP/PE/PP。作为一种优选的实施方法，所述隔膜为PP/PE/PP。
本发明所述的正极包括集流体、负载在集流体上的正极材料，所述正极材料为本领域技术人员公知的锂离子电池所用的各种正极材料，包括钴酸锂（ LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4 ）、镍酸锂（ LiNiO2）、磷酸亚铁锂（LiFePO4 ）、磷酸钒锂（ Li3V2(PO4)3）或三元材料（LiCoxNiyMn1-x-yO2 ）。作为一种优选的实施方法，所述正极活性材料为磷酸亚铁锂。
上述一种锂离子二次电池的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、制备凝胶：在惰性气氛中，40～90℃下将高分子基体材料在含有电解质锂盐的非水溶剂及增塑剂中混合，搅拌混合溶液至溶解，高分子基体材料在含有锂盐的非水溶剂中溶胀，得到凝胶涂层；
B、涂覆凝胶：将硅基负极材料涂覆在集流体上，再将步骤A得到的凝胶涂层在惰性气氛中，均匀涂覆在硅基负极材料表面得到含凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极，涂覆厚度为5～50微米，优选10～20微米；
C、热处理：将步骤B中的涂覆了凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极、隔膜、和正极交替Z字型叠片后，在压力0.2～1.0MPa（优选0.4～0.6 MPa），温度60～100℃（优选75～85℃）下热压30s～3min（优选1～2min），制成极芯；
D、热封：采用本领域技术人员所公知的方法，将步骤C中的极芯放入铝塑膜袋中并热封，制备成电芯；
E、注液：采用本领域技术人员所公知的方法，将电解液注入步骤D所得电芯中并静置；
F、一次化成：采用本领域技术人员所公知的方法，采用0.05C电流将上述电芯充电到70%SOC态；
H、二次热处理：将一次化成后的电芯在压力为0.2～1.0MPa（优选0.4～0.6 MPa），温度为60～100℃（优选75～85℃）下加压烘烤3～12h（优选4～8 h），得到锂离子二次电池。
I、分容：采用本领域技术人员共知的方法测试出电池的容量。
本发明所述惰性气氛为本领域共知的任何惰性气体，优选为氩气或者氮气。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的锂离子二次电池的负极涂覆有凝胶涂层，该凝胶涂层是由高弹性和高粘性的高分子基体和含有锂盐的电解质组成，涂覆在硅基负极表面，通过热处理的方式在电极表面和孔隙中形成具有半固态性的凝胶层，不仅可减缓在充放电过程中硅基负极活性物质颗粒粉化，而且可避免粒子发生重新团聚；
2、采用本发明的方法制备的凝胶涂层，其溶剂和增塑剂都是电解液成分，无需采用复杂的去除工艺，其制备方法简单可靠，适宜于工业化生产；而高分子的基体材料在电解液中溶胀形成半固态的凝胶，具有较好的弹性，经过两步热处理步骤，不仅能在电极表面形成接触良好的涂层，而且能够渗透到电极的孔隙中，可有效的缓解硅基负极活性物质颗粒粉化以及防止活性颗粒的重新团聚，进而改善了负极活性物质与导电组分、负极活性物质与集流体之间的接触特性。因此，采用该方法制备的硅基负极及锂电池循环性能大大提高。
3、本发明的溶剂为电解液体系，因此不会引入杂质，另外，凝胶具有优良的界面特性和弹性，因此不会出现接触性差的缺陷。
具体实施方式
实施例1
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
对比制备：
采用上述方法制备负极及锂电池，不同之处是负极表面没有凝胶涂层。
实施例2
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有2.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
对比制备：
采用上述方法制备负极及锂电池，不同之处是负极表面没有凝胶涂层。
实施例3
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有0.5mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
对比制备：
采用上述方法制备负极及锂电池，不同之处是负极表面没有凝胶涂层。
实施例4
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1:7:2混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
对比制备：
采用上述方法制备负极及锂电池，不同之处是负极表面没有凝胶涂层。
实施例5
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：95：4混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
对比制备：
采用上述方法制备负极及锂电池，不同之处是负极表面没有凝胶涂层。
实施例6
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：95：4混合，在65℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
对比制备：
采用上述方法制备负极及锂电池，不同之处是负极表面没有凝胶涂层。
实施例7
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚二乙烯基硫（PVS）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极， 20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
对比制备：
采用上述方法制备负极及锂电池，不同之处是负极表面没有凝胶涂层。
实施例8
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用30%重量的纳米硅（D50=100nm）和70%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
对比制备：
采用上述方法制备负极及锂电池，不同之处是负极表面没有凝胶涂层。
实施例9
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用磷酸亚铁锂作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为50微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
实施例10
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用磷酸亚铁锂作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为20微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
实施例11
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为1.0 Mpa和温度为60℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
实施例12
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为1.0 Mpa和温度为60℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压30s。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在0.2 Mpa和温度为100℃的环境中热处理4h。
实施例13
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在1.0 Mpa和温度为60℃的环境中热处理4h。
实施例14
凝胶涂层溶液：在流动的氮气气氛中，将聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF，其中HFP含量为10%）、含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的碳酸二甲酯（DMC）/乙烯碳酸酯（EC）以质量比1：84：15混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极组合物及正极：采用钴酸锂（LiCO2）作为正极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备正极浆料；将浆料在16微米的铝箔上双面涂覆；在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得正极的能量密度为1.0mAh/cm2。
负极组合物及负极：采用10%重量的纳米硅（D50=100nm）和90%重量的人造石墨混合组成负极活性物质，按照本领域技术人员所共知的方法制备负极浆料；将负极浆料在12微米的铜箔上双面涂覆，在90℃条件下真空烘烤3.5h（真空度为-90kPa）、碾压、切片；所得负极的能量密度为1.4mAh/cm2。
负极涂层：在流动的氮气气氛中，将上述方法所制备的凝胶涂层溶液均匀涂覆在负极表面，其涂布厚度为5微米。
极芯：用上述方法制备的正极和涂覆有凝胶层的负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的环境中以负极/隔膜/正极/隔膜/负极的顺序叠片制得。
第一步热处理：在压力为0.2 Mpa和温度为100℃条件下，采用硅橡胶平板将上述极芯热压3min。
锂电池：用上述方法制备极芯封装在铝塑膜中，并且注入少量的电解液。锂电池的制备方法可以为本领域的技术人员所共知的方法。
第二部骤热处理：将一次化成后的电池在1.0Mpa和温度为60℃的环境中热处理8h。
实施例15
电化学性能测试
实施例和对比例所制备的电池容量为450mAh（1C）。室温下，将实施例1-14和对比制备1-8制得的锂离子电池以0.2mAh/cm2充电。磷酸亚铁锂电池上限电压3.8V，以0.5 mAh/cm2放电，下限电压2.5V；其它电池上限电压4.2V，以0.5 mAh/cm2放电，下限电压3.0V。一次充放电过程为一个循环，记录第一次放电容量，并计算比容量。在100个循环以后，测定电池的容量，并计算容量剩余率。如表1所示。
表1
从实施例1-14和对比制备1-8可以看出，含有凝胶涂层硅基电池首次充放电效率和循环性能明显优于不含凝胶涂层硅基电池的首次充放电效率和循环性能。
实施例16
一种锂离子二次电池，包括铝塑膜封装袋和极芯，极芯密封包覆于铝塑膜封装袋内，所述极芯包括正极、电解液、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于：所述的负极为含凝胶涂层的锂离子电池硅基负极，包括集流体、负载在集流体上的硅基负极材料以及涂覆后经过热处理负载在硅基负极材料表面的凝胶涂层，所述的凝胶涂层包括高分子基体材料、非水溶剂、增塑剂和溶解于非水溶剂中的电解质锂盐，所述的凝胶涂层厚度为5微米。
本发明所述的凝胶涂层中的高分子基体材料、非水溶剂和增塑剂的具体配比按照重量份数计为：高分子基体材料的含量为1份；非水溶剂的含量为30份；增塑剂的含量为4份；所述电解液中的电解质锂盐和凝胶涂层中的电解质锂盐分别溶解在非水溶剂中的浓度均为0.5mol/L。
一种锂离子二次电池的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、制备凝胶：在惰性气氛中，40℃下将高分子基体材料在含有电解质锂盐的非水溶剂及增塑剂中混合，搅拌混合溶液至溶解，高分子基体材料在含有锂盐的非水溶剂中溶胀，得到凝胶涂层；
B、涂覆凝胶：将硅基负极材料涂覆在集流体上，再将步骤A得到的凝胶涂层在惰性气氛中，均匀涂覆在硅基负极材料表面得到含凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极；
C、热处理：将步骤B中的涂覆了凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极、隔膜、和正极交替Z字型叠片后，在压力0.2MPa，温度60℃下热压30s，制成极芯；
D、热封：将步骤C中的极芯放入铝塑膜袋中并热封，制备成电芯；
E、注液：将电解液注入步骤D所得电芯中并静置；
F、一次化成：将步骤E得到的电芯进行一次化成；采用0.05C电流将电芯充电到70%SOC态
H、二次热处理：将一次化成后的电芯在压力为0.2MPa，温度为60℃下加压烘烤3h，得到锂离子二次电池。
实施例17
一种锂离子二次电池，包括铝塑膜封装袋和极芯，极芯密封包覆于铝塑膜封装袋内，所述极芯包括正极、电解液、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于：所述的负极为含凝胶涂层的锂离子电池硅基负极，包括集流体、负载在集流体上的硅基负极材料以及涂覆后经过热处理负载在硅基负极材料表面的凝胶涂层，所述的凝胶涂层包括高分子基体材料、非水溶剂、增塑剂和溶解于非水溶剂中的电解质锂盐，所述的凝胶涂层厚度为50微米。
本发明所述的凝胶涂层中的高分子基体材料、非水溶剂和增塑剂的具体配比按照重量份数计为：高分子基体材料的含量为10份；非水溶剂的含量为95份；增塑剂的含量为20份；所述电解液中的电解质锂盐和凝胶涂层中的电解质锂盐分别溶解在非水溶剂中的浓度均为2.0mol/L。
一种锂离子二次电池的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、制备凝胶：在惰性气氛中， 90℃下将高分子基体材料在含有电解质锂盐的非水溶剂及增塑剂中混合，搅拌混合溶液至溶解，高分子基体材料在含有锂盐的非水溶剂中溶胀，得到凝胶涂层；
B、涂覆凝胶：将硅基负极材料涂覆在集流体上，再将步骤A得到的凝胶涂层在惰性气氛中，均匀涂覆在硅基负极材料表面得到含凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极；
C、热处理：将步骤B中的涂覆了凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极、隔膜、和正极交替Z字型叠片后，在压力1.0MPa，温度100℃下热压3min，制成极芯；
D、热封：将步骤C中的极芯放入铝塑膜袋中并热封，制备成电芯；
E、注液：将电解液注入步骤D所得电芯中并静置；
F、一次化成：将步骤E得到的电芯进行一次化成；采用0.05C电流将电芯充电到70%SOC态；
H、二次热处理：将一次化成后的电芯在压力为1.0MPa，温度为100℃下加压烘烤12h，得到锂离子二次电池。
实施例18
一种锂离子二次电池，包括铝塑膜封装袋和极芯，极芯密封包覆于铝塑膜封装袋内，所述极芯包括正极、电解液、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于：所述的负极为含凝胶涂层的锂离子电池硅基负极，包括集流体、负载在集流体上的硅基负极材料以及涂覆后经过热处理负载在硅基负极材料表面的凝胶涂层，所述的凝胶涂层包括高分子基体材料、非水溶剂、增塑剂和溶解于非水溶剂中的电解质锂盐，所述的凝胶涂层厚度为27.5微米。
本发明所述的凝胶涂层中的高分子基体材料、非水溶剂和增塑剂的具体配比按照重量份数计为：高分子基体材料的含量为5.5份；非水溶剂的含量为62.5份；增塑剂的含量为12份；所述电解液中的电解质锂盐和凝胶涂层中的电解质锂盐分别溶解在非水溶剂中的浓度均为1.25mol/L。
一种锂离子二次电池的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、制备凝胶：在惰性气氛中，65℃下将高分子基体材料在含有电解质锂盐的非水溶剂及增塑剂中混合，搅拌混合溶液至溶解，高分子基体材料在含有锂盐的非水溶剂中溶胀，得到凝胶涂层；
B、涂覆凝胶：将硅基负极材料涂覆在集流体上，再将步骤A得到的凝胶涂层在惰性气氛中，均匀涂覆在硅基负极材料表面得到含凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极；
C、热处理：将步骤B中的涂覆了凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极、隔膜、和正极交替Z字型叠片后，在压力0.6MPa，温度80℃下热压105s，制成极芯；
D、热封：将步骤C中的极芯放入铝塑膜袋中并热封，制备成电芯；
E、注液：将电解液注入步骤D所得电芯中并静置；
F、一次化成：将步骤E得到的电芯进行一次化成；采用0.05C电流将电芯充电到70%SOC态
H、二次热处理：将一次化成后的电芯在压力为0.6MPa，温度为80℃下加压烘烤7.5h，得到锂离子二次电池。
实施例19
在实施例1-3的基础上：
凝胶涂层厚度优选为10～20微米；
所述电解液中的电解质锂盐和凝胶涂层中的电解质锂盐溶解在非水溶剂中的浓度均优选为0.8mol/L～1.2mol/L；
本发明所述的硅基负极材料为含有纳米硅、硅-碳材料、硅合金材料或者纳米硅-石墨复合材料的硅基负极材料，作为一种优选的实施方法，选用纳米硅-石墨复合材料。
本发明所述的高分子基体材料为聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙酸乙酯（PVAC）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯酸乙二醇酯（PEGDA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF)、聚二乙烯基硫（PVS）以及它们的共聚物、衍生物中的一种或任意比例的几种。作为一种优选的实施方法，所述高分子基体材料为聚六氟丙烯-偏氟乙烯（HFP-PVDF)。
本发明所述的非水溶剂为低沸点有机溶剂：碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸乙丙酯（EPC）、碳酸乙丁酯（BEC）、碳酸二丙酯（DPC）中的一种或任意比例的几种。作为一种优选的实施方法，所述非水溶剂为碳酸二甲酯（DMC）。
本发明所述的电解质锂盐为六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、高氯酸锂（LiClO4）、三氟甲基磺酸锂（CF3SO3Li）中的一种或任意比例的几种。作为一种优选的实施方法，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂（LiPF6）。
本发明所述的增塑剂为高沸点有机溶剂：如碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯（BC）、γ～丁内酯（γ～BL）、碳酸亚乙烯酯（VC）、亚硫酸丙烯酯（PS）中的一种或任意比例的几种。作为一种优选的实施方法，所述增塑剂为碳酸乙烯酯（EC）。
本发明步骤C的热处理：将步骤B中的涂覆了凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极、隔膜、和正极交替Z字型叠片后，在压力0.2～1.0MPa（优选0.4～0.6 MPa），温度60～100℃（优选75～85℃）下热压30s～3min（优选1～2min），制成极芯；
本发明步骤H的二次热处理：将一次化成后的电芯在压力为0.2～1.0MPa（优选0.4～0.6 MPa），温度为60～100℃（优选75～85℃）下加压烘烤3～12h（优选4～8 h），得到锂离子二次电池。
所述的惰性气氛为氩气气氛或者氮气气氛。
Claims (9)
1.一种锂离子二次电池，包括铝塑膜封装袋和极芯，极芯密封包覆于铝塑膜封装袋内，所述极芯包括正极、电解质锂盐溶解在非水溶剂中形成的电解液、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于：所述的负极为含凝胶涂层的锂离子电池硅基负极，包括集流体、负载在集流体上的硅基负极材料以及涂覆后经过热处理负载在硅基负极材料表面的凝胶涂层，所述的凝胶涂层包括高分子基体材料、非水溶剂、增塑剂和溶解于非水溶剂中的电解质锂盐，所述的凝胶涂层厚度为10～20微米；
所述的锂离子二次电池由以下方法制得：
A、制备凝胶：在惰性气氛中，40～90℃下将高分子基体材料在含有电解质锂盐的非水溶剂及增塑剂中混合，搅拌混合溶液至溶解，高分子基体材料在含有锂盐的非水溶剂中溶胀，得到凝胶涂层；
B、涂覆凝胶：将硅基负极材料涂覆在集流体上，再将步骤A得到的凝胶涂层在惰性气氛中，均匀涂覆在硅基负极材料表面得到含凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极；
C、热处理：将步骤B中的涂覆了凝胶涂层的锂离子二次电池硅基负极、隔膜、和正极交替Z字型叠片后，在压力0.2～1.0MPa，温度60～100℃下热压30s～3min，制成极芯；
D、热封：将步骤C中的极芯放入铝塑膜袋中并热封，制备成电芯；
E、注液：将电解液注入步骤D所得电芯中并静置；
F、一次化成：将步骤E得到的电芯进行一次化成；
H、二次热处理：将一次化成后的电芯在压力为0.2～1.0MPa，温度为60～100℃下加压烘烤3～12h，得到锂离子二次电池。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的凝胶涂层中的高分子基体材料、非水溶剂和增塑剂的具体配比按照重量份数计为：高分子基体材料的含量为1～10份；非水溶剂的含量为30～95份；增塑剂的含量为4～20份；所述电解液中的电解质锂盐和凝胶涂层中的电解质锂盐分别溶解在非水溶剂中的浓度均为0.5mol/L～2.0mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的硅基负极材料为含有纳米硅、硅-碳材料、硅合金材料或者纳米硅-石墨复合材料的硅基负极材料。
4.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的高分子基体材料为聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯-偏氟乙烯、聚二乙烯基硫以及它们的共聚物、衍生物中的一种或任意比例的几种。
5.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的非水溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙丁酯、碳酸二丙酯中的一种或任意比例的几种。
6.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂中的一种或任意比例的几种。
7.根据权利要求1或2所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的增塑剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯中的一种或任意比例的几种。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的将步骤E得到的电芯进行一次化成是指采用0.05C电流将电芯充电到70%SOC态。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子二次电池，其特征在于：所述的惰性气氛为氩气气氛或者氮气气氛。
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