CN103151563A

CN103151563A - 一种聚合物电池的制备方法及聚合物电池

Info

Publication number: CN103151563A
Application number: CN2012102139236A
Authority: CN
Inventors: 赖桂棠; 许晶; 王涛; 李科; 严磊; 陈兴荣
Original assignee: SHENZHEN OCEANSUN BATTERY CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN OCEANSUN BATTERY CO Ltd
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明提供了一种聚合物电池的制备方法，包括：a、获得正极片和负极片，其中所述负极片中，负极活性物质为碳化硅；b、在隔膜两侧以及负极片的负极材料上形成聚合物多孔膜；c、将负极片、隔膜、正极片依次层叠或卷绕并制成裸电芯，所述裸电芯中，负极片表面的聚合物多孔膜与隔膜表面聚合物多孔膜接触；d、将裸电芯容纳于电池壳体中，注入电解液并封装，得到电池前体；e、对所述电池前体进行塑化和化成，得到所述聚合物电池。同时，本发明还公开了上述方法制备得到的聚合物电池。本发明提供的方法制备得到的聚合物电池的能量密度高，容量大。

Description

一种聚合物电池的制备方法及聚合物电池

技术领域

本发明涉及一种聚合物电池的制备方法以及通过该方法制备得到的聚合物电池。

背景技术

锂离子电池具有高工作电压、高能量密度、体积小、无记忆效应和寿命长等优点，是继铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池之后发展起来的一种具有更高能量密度的新型高能电池。

目前，锂离子电池采用的仍是液态电解质体系，虽然采用液态电解质体系的锂离子电池具有良好的高倍率充放电性能和低温性能，但却存在着漏液等安全隐患。

聚合物锂离子电池是在液态锂离子电池基础上发展起来的新一代高比能量二次电池体系。与传统液态锂离子电池相比，它具有以下明显优点：1、采用聚合物电解质代替液态电解质溶液，可有效的避免液态电池可能存在的电解液泄漏问题，可提高电池的可靠性；2、采用轻质软性塑料材质为外壳，相比于采用金属壳体的液态电池，一方面可有效地降低电池外壳重量，提高电池的重量效率，使得聚合物锂离子电池具有更高的重量比能量；另一方面，可有效地降低因金属外壳对内压积累不够敏感、在滥用条件下发生爆炸、燃烧等不安全行为的几率，使得聚合物锂离子电池具有更好的安全性能；3、外形设计灵活、方便，可用于发展超薄、超大面积的各种异型电池。

然而，不论是液态锂离子电池还是聚合物锂离子电池，通常均采用石墨作为负极活性物质，但实际使用中石墨的克容量较低，虽然通过不断的改进使石墨的实际克容量已经非常接近其理论容量（372mAh/g），但仍处于较低的水平，从而也导致锂离子电池的体积能量密度很低。

发明内容

为克服现有技术中聚合物锂离子电池能量密度低的问题，本发明提供了一种聚合物电池的制备方法，通过该方法制备得到的聚合物电池的容量高。

本发明公开的聚合物电池的制备方法，包括：

a、获得正极片和负极片，其中所述负极片中，负极活性物质为碳化硅；

b、在隔膜两侧以及负极片的负极材料上形成聚合物多孔膜；

c、将负极片、隔膜、正极片依次层叠或卷绕并制成裸电芯，所述裸电芯中，负极片表面的聚合物多孔膜与隔膜表面聚合物多孔膜接触；

d、将裸电芯容纳于电池壳体中，注入电解液并封装，得到电池前体；

e、对所述电池前体进行塑化和化成，得到所述聚合物电池。

同时本发明还公开了上述方法制备得到的聚合物电池，包括电池壳体以及位于电池壳体内的凝胶电芯，所述凝胶电芯至少包括依次排列的正极片、第一凝胶电解质层、隔膜、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、负极片，所述负极片中负极活性物质为碳化硅。

现有技术中对石墨负极材料的研究和开发已使实际使用中的石墨的实际克容量非常接近其理论容量（372mAh/g）。但仍需要进一步提高负极活性物质的容量。硅具有较高的理论克比容量（4200mAh/g）和较低的嵌锂电位（<0.5V），而且硅资源丰富，环境友好，是一种具有发展前景的新型负极材料。但是硅碳材料（如碳化硅）在嵌/脱锂过程中会产生巨大的体积变化（变化率超过300%），使得材料的结构迅速坍塌、粉化及从集流体上脱落，电子不能迅速转移导致材料电化学性能急剧下降。从而严重阻碍了碳化硅作为负极活性物质的应用。

通过本发明公开的方法可有效的将碳化硅作为负极活性物质实用化，可以有效的提高电池的体积能量密度，从而大大提高其容量。同时，避免了在充放电过程中，负极材料的体积变化，防止负极材料粉化脱落对电池产生不利后果，具有优异的循环性能。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开的聚合物电池的制备方法，包括：

b、在隔膜两侧以及负极片的负极材料上形成聚合物多孔膜；

e、对所述电池前体进行塑化和化成，得到所述聚合物电池。

上述方法中，所述正极片和负极片的制备方法为公知的，在发明中没有特殊要求。例如，正极片的制备方法包括在正极集流体上涂覆含有正极活性物质、粘结剂和选择性含有的导电剂的浆料，干燥、辊压，裁片后即得到正极片。所述干燥通常在条件下在50-160℃，优选80-150℃下进行。所述辊压和裁片为本领域技术人员公知，辊压完成后，按照所制备电池要求的正极尺寸进行裁切，得到正极片。

所述涂覆使正极材料在正极集流体上的涂层面密度为10-30mg/cm²，优选15-25mg/cm²。

所述正极集流体可以使本领域技术人员所公知的各种集流体，如铝箔、铝网等。所述正极材料可以使本领域技术人员所公知的各种正极材料，通常包括正极活性物质、粘结剂和选择性含有的导电剂，所述正极活性物质可以选自聚合物锂离子电池常规的正极活性物质，例如磷酸铁锂、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、三元材料、二元材料和富锂正极材料中的一种或多种。

本发明所述的正极材料对粘结剂没有特别的限制，可以采用本领域已知的各种可用于聚合物锂离子电池的粘结剂，例如，可以为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或LA132中的一种或几种，所述粘合剂的含量为正极活性物质的0.5-8.0wt%，优选为1.0-5.0wt%。

本发明提供的正极材料还可以选择性的含有现有技术正极材料中通常所含有的导电剂。由于导电剂用于增加电极的导电性，降低电池的内阻，因此本发明优选含有导电剂。所述导电剂的含量和种类为本领域技术人员所公知，例如，以正极材料为基准，导电剂的含量一般为0.0-15.0wt%，优选为0.0-10.0wt%。所述导电剂可以选自导电碳黑、乙炔黑、导电石墨、碳纤维、炉黑、碳纳米管、石墨烯等其他导电剂中的一种或几种。

与现有技术一样，所述负极片的制备方法包括在负极集流体上涂覆含有负极活性物质、粘结剂和选择性含有的导电剂、分散剂的浆料，干燥、辊压，裁片后即得到负极片。所述干燥通常在条件下在50-160℃，优选80-150℃下进行。所述辊压和裁片为本领域技术人员公知，辊压完成后，按照所制备电池要求的负极尺寸进行裁切，得到负极片。

所述涂覆使负极材料在负极集流体上的涂层面密度为2-15mg/cm²，优选4-10mg/cm²。

所述负极集流体可以使本领域技术人员所公知的各种集流体，如铜箔、镀镍钢带、冲孔钢带中的一种或几种等。

所述负极材料可以使本领域技术人员所公知的各种负极材料，通常包括负极活性物质、粘结剂和选择性含有的导电剂、分散剂，所述负极活性物质为碳化硅。

本发明所述的负极材料对粘结剂没有特别的限制，可以采用本领域已知的各种可用于聚合物锂离子电池的粘结剂，例如，可以为聚乙烯醇、聚四氟乙烯或丁苯橡胶中的一种或几种。

本发明提供的负极材料还可以选择性的含有现有技术负极材料中通常所含有的导电剂。由于导电剂用于增加电极的导电性，降低电池的内阻，因此本发明优选含有导电剂。所述导电剂种类为本领域技术人员所公知，例如，所述导电剂可以选自导电碳黑、乙炔黑、导电石墨、碳纤维、炉黑、碳纳米管、石墨烯等其他导电剂中的一种或几种。

优选情况下，本发明的负极材料中，还含有分散剂，所述分散剂选自羧甲基纤维素钠和/或聚丙烯酰胺。

对于负极材料中的各种物质，其含量可以在较大范围内变动，优选情况下，所述负极材料中包括负极活性物质、粘结剂以及选择性含有的导电剂或分散剂；所述负极材料中，碳化硅含量为80.0-99.5%、导电剂含量为0.0-10.0%、粘结剂含量为0.5-10.0%、分散剂含量为0.0-5.0%。

根据本发明，用于制备正极浆料和负极浆料的溶剂可以选自常规的溶剂，如可以选自N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二乙基甲酰胺（DEF）、二甲亚砜（DMSO）、四氢呋喃（THF）以及水和醇类中的一种或几种。溶剂的用量使所述浆料能够涂覆到所述集流体上即可。通常，溶剂的用量为使浆料中正极活性物质或负极活性物质的浓度为40.0-90.0wt%，优选为50.0-85.0wt%。

获得上述正极片和负极片后，在隔膜两侧以及负极片的负极材料上形成聚合物多孔膜。

上述形成聚合物多孔膜的方法可以为现有的各种方法。例如，所述步骤b中形成聚合物多孔膜的方法包括：获得聚合物液，然后将聚合物液涂覆到隔膜两侧以及负极片的负极材料表面上，再进行造孔处理。

具体的，所述聚合物液包括聚合物、溶剂、增塑剂和填料。所述聚合物选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚氨基甲酸酯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯比咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯中的一种或多种；所述溶剂选自丙酮、丁酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮、甘醇二甲醚中的一种或多种；所述溶剂选自丙酮、丁酮、环己酮、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、γ-丁内酯或N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；所述填料选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化钙、氧化钡或氧化铯中的一种或多种；所述增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、甲苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、正戊烷、正己烷或正庚烷中的一种或多种；所述聚合物液中，聚合物含量为1.0-15.0wt%，所述溶剂含量为50.0-97.5wt%，所述增塑剂含量为1.5-20.0wt%，所述填料含量为0.0-15.0wt%。

所述造孔处理的方法为抽提增塑剂法。具体可以为：将上述聚合物液涂覆于隔膜两侧以及负极片的负极材料上，得到湿膜，然后将湿膜浸入低沸点的有机溶剂中（如甲醇、乙醚），将增塑剂萃取出来，然后干燥，得到聚合物多孔膜。

上述方法可以在本发明的负极片表面以及隔膜两侧形成聚合物多孔膜。

但是，上述抽提法效率低、成本大、流程复杂，难以大规模自动化生产。

所以，优选情况下，采用倒相法制备所述聚合物多孔膜，此时，所述聚合物液包括聚合物、溶剂和造孔溶剂。

所述聚合物为聚偏氟乙烯和/或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物；所述造孔溶剂选自去离子水、甲醇、乙醇、丙三醇、丁醇、丙醇或异丙醇中的一种或多种；所述聚合物液中，聚合物含量为1.0-15.0wt%，所述溶剂含量为75.0-98.0wt%，所述造孔溶剂含量为1.0-10.0wt%。

当采用上述聚合物液时，所述造孔处理的方法具体为：将上述聚合物液涂覆于隔膜两侧以及负极片的负极材料上，得到多孔膜前体，然后将多孔膜前体在40-150℃下进行热处理，使溶剂和造孔溶剂挥发，从而得到所述聚合物多孔膜。上述热处理温度没有太多要求，只需将溶剂和造孔溶剂挥发掉即可。本领域技术人员可根据所采用的不同溶剂，对该热处理的温度进行适应性调整。

对于上述形成的聚合物多孔膜的厚度，可以为2-8um。优选情况下，在隔膜两侧形成的聚合物多孔膜的厚度为2-6um。在负极片的负极材料上形成的聚合物多孔膜的厚度为2-8um。其中，在隔膜表面形成的聚合物多孔膜与在负极片表面形成的聚合物多孔膜的厚度可以相同或者不同。

所述隔膜具有电绝缘性能和液体保持性能，设置于正极和负极之间，并与正极、负极和电解液一起密封在电池壳体中。所述隔膜可以是本领域通用的各种隔膜，比如由本领域人员在公知的各厂家生产的各生产牌号的改性聚乙烯毡、改性聚丙烯毡、超细玻璃纤维毡、维尼纶毡或尼龙毡与可湿性聚烯烃微孔膜经焊接或粘结而成的复合膜。

根据本发明，在隔膜两侧以及负极片的负极材料上形成聚合物多孔膜之后，即可制备裸电芯。如步骤c，所述裸电芯的制备方法可以为将负极片、隔膜、正极片依次层叠或卷绕并制成裸电芯。使负极片表面的聚合物多孔膜与隔膜表面聚合物多孔膜接触。

随后，将制得的裸电芯放置于电池壳体中，并注入电解液并封装，即可得到电池前体。

如本领域技术人员所公知的，所述电解液由非水溶剂以及溶解于非水溶剂的电解质组成。上述非水溶剂没有特别限定，可使用迄今为止的非水溶剂。所述非水溶剂可以使现有技术中的各种高沸点溶剂、低沸点溶剂或者他们的混合物。例如，可以选自γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二苯酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、磺内酯以及其他含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯类、有机酸酐、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、环丁砜、乙腈、二甲亚砜中的至少一种。

所述非水溶剂中溶解的电解质，本发明同样没有特别的限定，可使用通常用于非水电解液锂二次电池的电解质。如六氟磷酸锂（LiPF₆）、四氟硼酸锂（LiBF₄）、六氟砷酸锂（LiSbF₆）、高氯酸锂（LiClO₄）、氟烃基磺酸锂（LiCF₃SO₃）、Li(CF₃SO₂)₂N、LiC₄F₉SO₃、高铝酸锂（LiAlO₄）、Li N(C_xF_2x+1SO₂)(C_yF_2y+1SO₂)（式中x和y为1-10的自然数）、氯化锂（LiCl）及碘化锂（LiI）中的一种或几种。非水电解液中电解质的浓度一般为0.1-2.0mol/L，优选为0.7-1.6mol/L。

最后，将得到的电池前体进行塑化和化成，即可得到所述聚合物电池。

根据本发明，上述塑化在如下条件下进行，所述塑化的温度为60-100℃，塑化的压力为100-4000kPa。在上述条件下进行塑化可在避免增加短路风险的前提下，可有效的形成凝胶，得到良好的界面，保证负极材料不会出现粉化脱落的现象，同时，又可避免电解液溶剂汽化，保证了电池的安全性能。

通过上述塑化处理后，即可得到凝胶电解质层，上述裸电芯即可形成为凝胶电芯。对应的，负极片表面的聚合物多孔膜分别形成第三凝胶电解质层和第四凝胶电解质层，隔膜表面聚合物多孔膜分别形成第一凝胶电解质层和第二凝胶电解质层。

并且，如前所述，采用公知的抽提法制备得到的凝胶电解质层即为抽提法凝胶电解质层。采用公知的倒相法制备得到的凝胶电解质层即为倒相法凝胶电解质层。

通过上述方法制备得到的聚合物电池包括电池壳体以及位于电池壳体内的凝胶电芯，所述凝胶电芯至少包括依次排列的正极片、第一凝胶电解质层、隔膜、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、负极片，所述负极片中负极活性物质为碳化硅。

如前所述的方法，可以在负极片一面或双面形成聚合物多孔膜，当在负极片两面都形成聚合物多孔膜时，最终制备得到的聚合物电池在上述基础上，其负极片表面还具有第四凝胶电解质层，所述第四凝胶电解质层和第三凝胶电解质层分别位于负极片两侧。

优选情况下，所述第二凝胶电解质层与第三凝胶电解质层厚度之和大于第一凝胶电解质层厚度。

如前所述，在隔膜两侧形成的聚合物多孔膜厚度为2-6um。在负极片的负极材料上形成的聚合物多孔膜的厚度为2-8um。对应形成的所述第一凝胶电解质层厚度为2-6um，第二凝胶电解质层厚度为2-6um，第三凝胶电解质层厚度为2-8um，第四凝胶电解质层厚度为2-8um。

其中，所述第一凝胶电解质层、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、第四凝胶电解质层各自独立的为抽提法凝胶电解质层或倒相法凝胶电解质层。优选情况下，所述第一凝胶电解质层、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、第四凝胶电解质层均为倒相法凝胶电解质层。

本发明公开的聚合物电池通过上述方法制备得到，以碳化硅作为负极活性物质，其体积能量密度大，容量高，同时不会出现负极材料粉化脱落的现象，保证了电池的循环性能。同时，本发明公开的制备方法保持了隔膜的高温自关断特性，保证了电池的安全性能。

以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1

本实施例用于说明本发明公开的聚合物电池的制备方法以及聚合物电池。

以LiCoO₂作为正极活性物质，碳黑（Super P）作为导电剂，聚偏氟乙烯（PVDF）作为粘结剂，并采用铝箔作为正极集流体，按照如下方法制备正极片：

将2.6重量份粘结剂溶解在45重量份N-甲基吡咯烷酮溶剂中制得粘结剂溶液，然后将已混合均匀的95.6重量份正极活性物质与1.8重量份导电剂加入到上述粘结剂溶液中，搅拌混合均匀，得到正极浆料；用拉浆机将正极浆料均匀的涂覆到铝箔上。经过125℃下加热干燥后，辊压成型裁片制得正极片。

以碳化硅作为负极活性物质，碳黑（Super P）作为导电剂，丁苯橡胶（SBR）作为粘结剂，羧甲基纤维素钠（CMC）作为分散剂，并采用铜箔作为负极集流体，按照如下方法制备负极片：

将95.5重量份负极活性物质与1.5重量份导电剂、1.5重量份粘结剂、1.5重量份分散剂充分混合，溶解到溶剂中，搅拌均匀制得负极浆料。用拉浆机将负极浆料均匀的涂覆到铜箔表面。经过100℃加热干燥后，辊压成型裁片制得负极片。

将10重量份聚偏氟乙烯、85重量份丙酮、5重量份丙三醇混合均匀，形成聚合物液。

涂覆于负极片的负极材料上，形成聚合物湿膜。并在隔膜两侧面涂覆上述聚合物液，在隔膜两侧形成聚合物湿膜。

将表面具有聚合物湿膜的负极片和隔膜在70℃下干燥6h，在负极片和隔膜上分别形成8um厚和4um厚的聚合物多孔膜。

将负极片、隔膜、正极片依次层叠并制成裸电芯。使层叠后，负极片表面的聚合物多孔膜与隔膜表面聚合物多孔膜接触。然后采用铝塑膜进行包装。并注入电解液，其中，锂盐为浓度为1mol/L的六氟磷酸锂，非水溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯的混合溶剂，其中，EC:DEC:PC=3:3:3。得到电池前体。

将电池前体在80℃、2500kPa下塑化处理10min，得到聚合物电池S1。

实施例2

正极片和负极片的制备方法与实施例1相同，其中，不同的是：负极活性物质含量为80重量份、导电剂的含量为10重量份、粘结剂的含量为8重量份、分散剂的含量为2重量份。

按照实施例1的方法制备得到聚合物电池S2。

实施例3

按照实施例1的方法制备得到聚合物电池，其中，不同的是：所述聚合物液中具有5重量份聚偏氟乙烯、90重量份N-甲基吡咯烷酮、5重量份去离子水。

得到聚合物电池S3。

实施例4

按照实施例1的方法制备得到聚合物电池，其中，不同的是：所述聚合物液中具有8重量份偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、65重量份N-甲基吡咯烷酮、20重量份邻苯二甲酸二丁酯、7重量份氧化硅。

将上述聚合物液分别涂覆于负极片的负极材料上以及隔膜两侧面上，在负极片的负极材料上和隔膜两侧形成聚合物湿膜。

然后将湿膜浸入甲醇中，将进行萃取，将邻苯二甲酸二丁酯抽提出来，然后干燥，在负极片和隔膜上分别形成6um厚和5um厚的聚合物多孔膜。

按照实施例1的方法制备得到聚合物电池S4。

对比例1

本对比例用于对比说明本发明公开的聚合物电池的制备方法以及聚合物电池。

按照实施例1的方法制备得到聚合物电池，不同的是，聚合物多孔膜仅形成于隔膜两侧。

得到聚合物电池D1。

对比例2

按照实施例1的方法制备得到聚合物电池，不同的是，聚合物多孔膜仅形成于负极表面。

得到聚合物电池D2。

对比例3

按照实施例1的方法制备得到聚合物电池，不同的是，负极活性物质为天然石墨。

得到聚合物电池D3。

性能测试

对上述制备得到的聚合物电池S1-S4以及D1-D3进行如下性能测试：

1、电池容量测试

将上述电池分别先用0.5C恒流充电至4.2V后再恒压充电至电流为0.05C截止，然后以0.2C恒流放电至3.0V，以此放出的容量作为电池的容量。

2、循环性能

将电池分别以1C电流充电至4.2V，在电压升至4.2V后以恒定电压充电，截止电流为0.05C。然后将电池以1C电流进行放电，每进行一次充电和放电即为一次循环，电池进行500次循环后，得到500次循环后的容量与首次循环的容量比值即为容量保持率。

得到的测试结果如表1所示。

表1。

样品	容量（mAh）	容量保持率（%）
			S1	2140	85.0
S2	2020	86.7
			S3	2134	85.4
S4	2145	83.4
			D1	2137	78.6
D2	2142	65.2
			D3	1804	88.2

从表1的测试结果可以看出，本发明公开的制备方法制备得到的聚合物电池的容量比采用石墨作为负极活性物质的聚合物电池容量高，并且从S1-S4的循环性能看，其容量保持率均较高，完全满足实际使用需求，并未因为以碳化硅作为负极活性物质，而导致因负极材料粉化和脱落而产生的循环性能下降的问题。

并且，对比实施例1和实施例4的测试结果可知，采用倒相法制备聚合物膜可更好的保证聚合物电池循环性能。

同时，对比实施例1和对比例1、对比例2的测试结果可知，必须同时在负极片的负极材料上和隔膜两侧同时形成聚合物多孔膜才能保证碳化硅负极材料不发生粉化脱落，从而实现电池的高容量和优异的循环性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚合物电池的制备方法，其特征在于，包括：

b、在隔膜两侧以及负极片的负极材料上形成聚合物多孔膜；

e、对所述电池前体进行塑化和化成，得到所述聚合物电池。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述负极片包括负极集流体和位于负极集流体表面的负极材料，所述负极材料中包括负极活性物质、粘结剂以及选择性含有的导电剂或分散剂；所述负极材料中，碳化硅含量为80.0-99.5%、导电剂含量为0.0-10.0%、粘结剂含量为0.5-10.0%、分散剂含量为0.0-5.0%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中形成聚合物多孔膜的方法包括：获得聚合物液，然后将聚合物液涂覆到隔膜两侧以及负极片的负极材料表面上，再进行造孔处理。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物液包括聚合物、溶剂、增塑剂和填料；所述造孔处理的方法为抽提增塑剂法。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚氨基甲酸酯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯比咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯中的一种或多种；所述溶剂选自丙酮、丁酮、环己酮、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、γ-丁内酯或N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；所述填料选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化钙、氧化钡或氧化铯中的一种或多种；所述增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、甲苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、正戊烷、正己烷或正庚烷中的一种或多种；所述聚合物液中，聚合物含量为1.0-15.0wt%，所述溶剂含量为50.0-97.5wt%，所述增塑剂含量为1.5-20.0wt%，所述填料含量为0.0-15.0wt%。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物液包括聚合物、溶剂和造孔溶剂；所述造孔处理的方法为在40-150℃下将溶剂和造孔溶剂挥发。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物选自聚偏氟乙烯和/或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物；所述溶剂选自丙酮、丁酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮、甘醇二甲醚中的一种或多种；所述造孔溶剂选自去离子水、甲醇、乙醇、丙三醇、丁醇、丙醇或异丙醇中的一种或多种；所述聚合物液中，聚合物含量为1.0-15.0wt%，所述溶剂含量为75.0-98.0wt%，所述造孔溶剂含量为1.0-10.0wt%。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物多孔膜的厚度为2-8um。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，隔膜两侧聚合物多孔膜的厚度为2-6um；负极片的负极材料表面上的聚合物多孔膜的厚度为2-8um。

10.根据权利要求1-7、9中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述塑化的温度为60-100℃，塑化的压力为100-4000kPa。

11.一种聚合物电池，包括电池壳体以及位于电池壳体内的凝胶电芯，其特征在于，所述凝胶电芯至少包括依次排列的正极片、第一凝胶电解质层、隔膜、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、负极片，所述负极片中负极活性物质为碳化硅。

12.根据权利要求11所述的聚合物电池，其特征在于，所述负极片表面还具有第四凝胶电解质层，所述第四凝胶电解质层和第三凝胶电解质层分别位于负极片两侧。

13.根据权利要求11或12所述的聚合物电池，其特征在于，所述第二凝胶电解质层与第三凝胶电解质层厚度之和大于第一凝胶电解质层厚度。

14.根据权利要求12所述的聚合物电池，其特征在于，所述第一凝胶电解质层厚度为2-6um，第二凝胶电解质层厚度为2-6um，第三凝胶电解质层厚度为2-8um，第四凝胶电解质层厚度为2-8um。

15.根据权利要求12或14所述的聚合物电池，其特征在于，所述第一凝胶电解质层、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、第四凝胶电解质层各自独立的为抽提法凝胶电解质层或倒相法凝胶电解质层。

16.根据权利要求12或14所述的聚合物电池，其特征在于，所述第一凝胶电解质层、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、第四凝胶电解质层均为倒相法凝胶电解质层。