CN106602137B - 凝胶电解质膜、锂离子电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种凝胶电解质膜、锂离子电池及其制备方法。凝胶电解质膜的制备方法包括提供电池极片；制备不同粘度的凝胶电解质前驱体；利用所述不同粘度的凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成凝胶电解质膜，测试不同粘度下的凝胶电解质前驱体制备的凝胶电解质膜的机械强度制成对应的粘度‑机械强度标准曲线，根据目标凝胶电解质膜的预定机械强度对应该标准曲线选用不同粘度的凝胶电解质前驱体来进行制备得到目标凝胶电解质膜。本发明还涉及采用上述方法制备凝胶电解质膜、采用凝胶电解质膜获得凝胶电解质电芯后，再将所述凝胶电解质电芯制成锂离子电池的锂离子电池制备方法，及采用所述锂离子电池制备方法制备的锂离子电池。
Description
【技术领域】
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种凝胶电解质膜、锂离子电池及其制备方法。
【背景技术】
锂离子电池作为主要电源的领域已经由便携式移动设备发展到动力汽车、大型储能装置。随着社会发展和科技进步，人们对高功率和大容量的锂离子电池需求越来越迫切，而安全性是未来大型锂离子电池发展需要解决的首要问题。常用液态锂离子电池用的液态电解质都含有低闪点、低燃点的有机溶剂，易燃易爆，电池在短路、过充、受热、受猛烈撞击等极端情况下极易起火燃烧甚至爆炸，从而给锂离子电池的生产、运输和使用带来了安全隐患，也严重地制约了其在某些领域特别是在电动汽车领域的推广应用。
凝胶聚合物固态锂离子电池的正、负极活性物质及工作原理与液态锂离子电池的基本相同，但采用的不是游离的电解液，而是半固态的聚合物电解质。采用多孔聚合物作为骨架，以凝胶电解质替代液态电解质，作为一种特殊的物质形态，凝胶既不是液体也不是固体，但是也可以反过来说其既是液体也是固体，这种二元性保证了凝胶既具有隔膜的电子绝缘性，也具有液体电解质扩散传输物质的性质。此类电池不仅具有液态锂离子电池的高电压、长寿命以及清洁无污染等特点，电池因内部结构的变化而具备了液态电池所不具有的一些性质：凝胶聚合物将电解液以半固态的形式限制在一定范围，电解液流动性减弱，可以从根本上解决传统锂离子电池在使用过程中可能出现的漏液、易燃和爆炸等问题，显著提高了锂离子电池的安全性能。另外，凝胶聚合物锂离子电池还体现出成本低廉、有利于发展形状可控等一系列优点。
这类凝胶聚合物电解质电池，其外壳通常采用软性封装材料如铝塑膜。由于这种外壳非常容易受到外力变形需要使凝胶聚合物电解质电池具有一定的机械强度，以使电池上出现少量的变形时，也能保持电池良好的性能。同时由于不同种类电池产品需要不同机械强度的电解质膜，以允许不同程度的弯曲变形。目前，传统方法制备的电解质膜机械强度可控性差，因此，如何提高电解质膜机械强度可控性，以制备不同产品性能需求的电池成为研究的重点。
【发明内容】
为克服现有聚合物电解质膜机械强度可控性差的技术问题，本发明提供一种凝胶电解质膜、锂离子电池及其制备方法。
本发明解决技术问题的技术方案是提供一种凝胶电解质膜制备方法，其包括提供电池极片；制备不同粘度的凝胶电解质前驱体；利用所述不同粘度的凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成凝胶电解质膜，测试不同粘度下的凝胶电解质前驱体制备的凝胶电解质膜的机械强度制成对应的粘度-机械强度标准曲线，根据目标凝胶电解质膜的预定机械强度对应该标准曲线选用不同粘度的凝胶电解质前驱体来进行制备得到目标凝胶电解质膜。
优选地，所述凝胶电解质前驱体粘度范围为10-500cp；所述电池极片为正极极片和/或负极极片。
优选地，所述凝胶电解质前驱体包括液态混合物A与液态混合物B，在液态混合物A中，以液态混合物A的总质量为100％，所述液态混合物A包括高分子聚合物基体：1％-40％，有机溶剂：20％-90％及添加剂：0％-10％；在液态混合物B中，以液态混合物B的总质量为100％，所述液态混合物B包括锂盐：1％-50％，增塑剂：10％-98％及添加剂：1％-40％；在含量1％-50％范围内，通过调节锂盐的添加量，制备不同粘度的凝胶电解质前驱体。
优选地，所述高分子聚合物包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯或热塑性丙烯酸树脂中的一种或几种；
所述有机溶剂包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙酸乙酯中的一种或几种；及
所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、四氯铝酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、氯代四氟硼酸锂、草酸二氟硼酸锂、全氟甲基磺酸锂、氟化锂、碳酸锂或氯化锂中的一种或几种。
优选地，所述制备不同粘度的凝胶电解质前驱体具体为：将所述液态混合物A与所述液态混合物B进行混合；其中，保持液态混合物B中增塑剂及添加份量不变，将每组组分份量换算成质量分数得出：调节锂盐的质量含量为1％-10.48％，获得粘度为10-200cp的凝胶电解质前驱体；调节锂盐的质量含量为10.48％-13.76％，获得粘度为200-230cp的凝胶电解质前驱体；调节锂盐的质量含量为13.76％-34.72％，获得粘度为230-500cp的凝胶电解质前驱体。
本发明解决技术问题的技术方案是提供一种凝胶电解质膜采用上述凝胶电解质膜的制备方法制备获得。
优选地，所述凝胶电解质膜孔径为10μm-500μm，孔隙率为10％-93％，机械强度为0.1MPa-10MPa。
本发明解决技术问题的技术方案是提供一种锂离子电池的制备方法，其包括提供电池极片；绘制凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线；按照目标凝胶电解质膜的预定机械强度依据该标准曲线选择制备不同特定粘度的凝胶电解质前驱体；利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成所需目标凝胶电解质膜，利用该凝胶电解质膜以形成获得凝胶电解质电芯；及将所述凝胶电解质电芯制成锂离子电池。
优选地，上述锂离子电池的制备方法进一步包括：制备电解液，将电解液注入所述凝胶电解质膜，以制备获得含驻液的凝胶电解质膜，再将至少一正极极片、至少一负极极片与至少一所述含驻液的凝胶电解质膜进行交替叠片组装获得凝胶电解质电芯；或者是制备电解液，将所述至少一所述正极极片、至少一所述负极极片与至少一所述凝胶电解质膜进行交替叠片组装获得未注液的电芯后，再向所述未注液的电芯中注入所述电解液获得凝胶电解质电芯。
本发明解决技术问题的技术方案是提供一种锂离子电池，其采用上述锂离子电池制备方法获得。
与现有技术相比，本发明所提供的凝胶电解质膜的制备方法，通过制备获得不同粘度的凝胶电解质前驱体，进一步制备获得凝胶电解质膜。通过测试不同粘度下的凝胶电解质前驱体制备的凝胶电解质膜的机械强度制成对应的粘度-机械强度标准曲线，根据目标凝胶电解质膜的预定机械强度对应该标准曲线选用不同粘度的凝胶电解质前驱体来进行制备得到目标凝胶电解质膜。从而可根据实际需要的机械强度选择合适的凝胶电解质膜，使凝胶电解质膜的机械强度可控，进而成膜厚度、孔径、空隙率及注液量范围都可实现可控制备，并且工艺简单，操作方便。
与现有技术相比，本发明所提供的凝胶电解质膜采用所述凝胶电解质膜的制备方法制备，其机械强度、成膜厚度、孔径、空隙率及注液量可控性强。
与现有技术相比，本发明所提供的锂离子电池制备方法，通过绘制凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线；可以按照目标凝胶电解质膜的预定机械强度依据该标准曲线选择制备不同特定粘度的凝胶电解质前驱体；再利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成所需目标凝胶电解质膜，利用该凝胶电解质膜以形成获得凝胶电解质电芯；然后利用所述凝胶电解质电芯可以制备获得所需的锂离子电池。
与现有技术相比，本发明所提供的锂离子电池采用上述锂离子电池制备方法获得，通过按照目标凝胶电解质膜的预定机械强度依据该标准曲线选择制备不同特定粘度的凝胶电解质前驱体；再利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成所需目标凝胶电解质膜，利用该凝胶电解质膜以形成获得凝胶电解质电芯；然后利用所述凝胶电解质电芯可以制备获得所需的锂离子电池，所获得的锂离子电池具有使用寿命长，且其安全性能高的特点。
【附图说明】
图1是本发明实验组1-25凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线1示意图。
图2是本发明实验组26-50凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线2示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，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。
本发明第一实施例提供一种凝胶电解质膜的制备方法，其包括：步骤S1，提供电池极片；步骤S2，制备不同粘度的凝胶电解质前驱体；步骤S3，利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成凝胶电解质膜，测试不同粘度下的凝胶电解质前驱体制备的凝胶电解质膜的机械强度制成对应的粘度-机械强度标准曲线，根据目标凝胶电解质膜的预定机械强度对应该标准曲线选用不同粘度的凝胶电解质前驱体来进行制备得到目标凝胶电解质膜。优选地，所述电池极片为正极极片和/或负极极片。优选地，所述凝胶电解质前驱体粘度范围为10-500cp。
其中，所述凝胶电解质前驱体包括液态混合液A与液态混合液B，所述液态混合液A包括高分子聚合物基体、有机溶剂与添加剂；所述液态混合液B包括锂盐、增塑剂及添加剂。
在本发明中，所述获得凝胶电解质膜为干状态的凝胶膜，且为多孔网状结构，以获得更优的吸液性能。
在本发明一些较优的实施例中，通过调节锂盐的添加量，制备不同粘度的凝胶电解质前驱体。
具体地，制备不同粘度的凝胶电解质前驱体的具体步骤如下：
步骤T1，配置液态混合物A：液态混合物A包括如下组分：在液态混合物A中，以液态混合物A的总质量为100％；
高分子聚合物基体：1％-40％；
有机溶剂：20％-90％；及
添加剂：0％-10％
将上述组分进行混合，并以100-5000rpm的搅拌速度，搅拌时间为0.5-96h，搅拌温度为-10-30℃，搅拌至液态混合物A处于溶解分散均匀状态，备用。
步骤T2，调节锂盐的添加量，配置液态混合物B，液态混合物B包括如下配比组分：在液态混合物B中，以液态混合物B的总质量为100％；
锂盐：1％-50％；
增塑剂：10％-98％；及
添加剂：1％-40％；
将上述组分进行混合，并以100-5000rpm的搅拌速度，搅拌时间为0.5-96h，搅拌温度为-10-30℃，搅拌至液态混合物B处于溶解分散均匀状态，备用。
所述增塑剂与添加剂质量比为(10-98)：(1-40)，液态混合物B中增塑剂、添加剂的质量可按此比例范围调节。以下列举15组具体实施方案示例：其中1份的具体质量不作限定。以如下组分份量作为质量比例制备液态混合物B；
(a)液态混合物B中增塑剂质量为70份、添加剂质量为1份，锂盐质量为1-50份。
所述锂盐质量范围可以为1-5份、5-20份、5-15份、5-10份、10-15份、15-20份、15-30份、15-20份、20-30份、30-50份、30-40份或40-50份
所述锂盐质量范围还可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份、16份、16.5份、17份、17.5份、18份、18.5份、19份、19.5份、20份、25份、30份、40份或50份。
(b)液态混合物B中增塑剂质量为75份、添加剂质量为2份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(c)液态混合物B中增塑剂质量为78份、添加剂质量为3份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(d)液态混合物B中增塑剂质量为80份、添加剂质量为4份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(e)液态混合物B中增塑剂质量为81份、添加剂质量为4份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(f)液态混合物B中增塑剂质量为83份、添加剂质量为4份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(g)液态混合物B中增塑剂质量为85份、添加剂质量为5份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(h)液态混合物B中增塑剂质量为87份、添加剂质量为6份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(i)液态混合物B中增塑剂质量为87份、添加剂质量为7份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(j)液态混合物B中增塑剂质量为88份、添加剂质量为6份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(k)液态混合物B中增塑剂质量为89份、添加剂质量为6份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(l)液态混合物B中增塑剂质量为90份、添加剂质量为5份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(m)液态混合物B中增塑剂质量为92份、添加剂质量为5份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(n)液态混合物B中增塑剂质量为95份、添加剂质量为4份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
(l)液态混合物B中增塑剂质量为98份、添加剂质量为4份。锂盐质量为1-50份，选取用量与(a)相同。
步骤T3，将所述液态混合物A与所述液态混合物B进行互混后，以100-5000rpm的搅拌速度，搅拌时间为0.5-96h，搅拌温度为-10-30℃，搅拌至溶解分散均匀状态，获得不同粘度凝胶电解质前驱体。
其中，上述步骤T2中，所述液态混合物B中所述添加剂为无机材料纳米颗粒、抗氧化剂、阻燃添加剂、成膜添加剂、防过充添加剂、表面活性剂、润湿添加剂及相分离液等一种或多种混合，以所述凝胶电解质前驱体的总质量为100％，所述添加剂包括如下组分：
无机材料纳米颗粒：0％-40％；
抗氧化剂：0％-20％；
阻燃添加剂：0％-20％；
成膜添加剂：0％-20％；
防过充添加剂：0％-10％；
表面活性添加剂：0％-50％；及
相分离液：0％-50％。
在本发明中，所述正极极片可选自但不受限于如下材料：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰三元正极材料、镍钴铝三元正极材料等中的一种或几种的混合物。所述负极极片可选自但不受限于如下材料：碳类负极材料、钛酸锂、合金类负极材料、过渡金属氧化物负极材料等中的一种或几种的混合物。
所述高分子聚合物基体为一种或两种及其以上的复合物，所述高分子聚合物基体可选自但不受限于：聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚苯乙烯(PS)、聚氧化乙烯(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)、聚乙烯(PE)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、热塑性丙烯酸树脂(B72、B44)等高分子聚合物中的一种或几种的混合物。
所述有机溶剂可选自但不受限于：丙酮、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、无水乙醇、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)及乙酸乙酯等中的一种或几种。
所述锂盐可选自但不受限于：六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二草酸硼酸锂(LiB(C2O4)2、氯代四氟硼酸锂(LiBF3Cl)、草酸二氟硼酸锂(LiODFB)、全氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、氟化锂(LiF)、碳酸锂(LiCO3)及氯化锂(LiCl)等中的一种或几种。
在本发明一些较优的实施例中，在所配置成的所述凝胶电解质前驱体中的锂盐浓度优选为0.1-3mol/L。其中，在本发明一些更优的实施例中，所述凝胶电解质前驱体中的锂盐浓度进一步为0.5-2.1mol/L、0.7-1.5mol/L、0.7-1.2mol/L、1.0-2.5mol/L、2.1-35mol/L或1.8-2.5mol/L等，所述凝胶电解质前驱体中的锂盐浓度具体为：0.1mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.46mol/L、0.58mol/L、0.7mol/L、0.85mol/L、0.91mol/L、1.3mol/L、1.5mol/L、1.7mol/L、1.85mol/L、2.0mol/L、2.3mol/L或3mol/L等。
所述增塑剂可选自但不受限于：碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、1，4-丁内酯(γ-BL)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(EMP)及乙酸乙酯(EA)等中的一种或几种。其中，在本发明中一些实施例中，所述增塑剂为电解液的主要溶剂。
所述无机材料纳米颗粒可选自但不受限于：纳米二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、偏铝酸锂(LiAlO2)、沸石、氮化锂(Li3N)及钛酸钡(BaTiO3)等中的一种或几种。
所述抗氧化剂可选自但不受限于抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂B900、抗氧剂3114、抗氧剂1098及抗氧剂245等中的一种或几种的混合物。
所述阻燃添加剂可选自但不受限于磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)和磷酸三丁酯(TBP)、一氟代甲基碳酸乙烯酯(CH2F-EC)、二氟代甲基碳酸乙烯酯(CHF2-EC)及三氟代甲基碳酸乙烯酯(CF3-EC)等中的一种或几种。在一些较优的实施例中，所述阻燃添加剂的种类与用量可根据所设计的电池需求进行添加。
所述成膜添加剂可选自但不受限于如下材料中的一种或几种的混合物：
a)气体成膜添加剂：二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)及二硫化碳(CS2)等；
b)液体成膜添加剂：亚硫酸脂类(ES、PS、DMS、DES)、苯甲醚、碳酸亚乙烯酯(VC)、四氯乙烯(TCE)、丙烯酸腈、醋酸乙烯酯(VA)、二甲亚飒、环丙基亚飒、亚硝酸甲胺(ANN)、噻吩、乙烯二氧噻吩、联苯、o-三联苯、m-三联苯、氟代碳酸乙烯酯及DMSM等；
c)固体类：碳酸锂(Li2CO3)、氧化锂(Li2O)、高氯酸钠(NaClO4)、碳酸钾(K2CO3)、六氟磷酸银(AgPF6)、三氟甲基磺酸铜(CuTF)、三氟甲基磺酰钙Ca(TFSA)2、氯化钠(NaCl)、三甲基硅烷硼酸锂及硅酸锂(Li2SiO3)等。
所述防过充添加剂可选自但不受限于如下材料中的一种或几种的混合物：
a)烷基与芳香环相连，如环已基苯、异丙苯、叔丁苯及叔戊苯等；
b)芳香环上含卤，如氟苯、二氟苯、三氟苯及氯苯等；
c)芳香环上有烷氧基，如苯甲醚、氟代苯甲醚、二甲氧基苯及二乙氧基苯等；
d)芳香羧酸酯，如邻苯二甲酸二丁酯；
e)含苯环的羧酸酯，如碳酸甲苯酯和碳酸二苯酯；
f)二茂铁、联苯、3-氯甲氧基苯及环己基苯等。
所述表面活性添加剂可选自但不受限于：氟表面活性剂(FS-3100)、润湿剂(Dynol607)、润湿剂(Dynol 980)、润湿剂(EnviroGem360)、羧甲基纤维素钠盐(CMC-Na)、硫酸脂盐类(如丙烯腈-EPDM橡胶-苯乙烯共聚物(AES)表面活性剂、硫酸酯钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9))、椰油脂肪酸二乙醇酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、1-十二烷基氮杂环庚烷-2-酮以及各类含氟类表面活性添加剂等中的一种或几种。
所述相分离液可选自但不受限于：乙烷、甲苯、苯、四氯乙烯、四氯乙烷、环己烷及其混合物等中的一种或几种。
所述抗氧化剂可选自但不受限于抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂B900、抗氧剂3114、抗氧剂1098及抗氧剂245等中的一种或几种的混合物。
上述步骤S3具体为：
步骤P1，极片处理：
按照所需形状及尺寸准备正极极片、负极极片，对极片进行化学清洗或物理扫粉，保证极片表面平整清洁无杂质，再高温去水，备用。其中，所述极片尺寸由电池设计尺寸决定。
步骤P2，极片浸润活化液制备：
将表面活性添加剂、成膜添加剂等与增塑剂按一定的比例配制成浸润活化液。
在本发明一些较优的实施例中，根据所述正极极片与所述负极极片的材料不同，选择不同的表面活性添加剂、成膜添加剂，进一步地，可根据压实密度、活化静置时间的不同选择不同的湿润添加剂。其中，制成所述正极极片及所述负极极片的浸润活化液包括如下配比的组分：
表面活性添加剂：0.001％-60％；
成膜添加剂：0.001％-20％；及
增塑剂：20％-99.998％。
在本发明一些较优的实施例中，在上述步骤P1，所述浸润活化液可根据所述正极极片与所述负极极片的材料的特殊要求进行调整，并调配出相应的正极浸润活化液及负极浸润活化液。
上述所述正极极片的浸润活化液及所述负极极片的浸润活化液的组分中表面活性添加剂、成膜添加剂及增塑剂，可选用如上所述组成凝胶电解质前驱体的所述表面活性添加剂、成膜添加剂及增塑剂，其可选用的类型及适用的范围均与所述凝胶电解质前驱体中所述表面活性添加剂、成膜添加剂及增塑剂中相同，因此，在此不再赘述。
其中，上述步骤P1制备所述正极极片的浸润活化液与步骤P2制备所述负极极片的浸润活化液的先后顺序不做限定。
步骤P3，极片浸润活化处理：
将正极极片与负极极片进行裁切、高温除水处理后，将所述正极极片与所述负极极片浸入上述步骤P1中的制备获得的所述浸润活化液中，浸泡活化时间为1s-2h。
在本发明一些较优的实施例中，在上述步骤P3，所述极片可根据最终制备的凝胶聚合物锂离子电池的形状进行裁切。
在本发明上述的步骤P1与步骤P2中，具体需要根据所采用的所述正极极片及所述负极极片的压实密度、孔隙率合理设定浸泡液浓度和浸润时间，让所述浸润活化液(如所述正极浸润活化液与所述负极浸润活化液)快速渗透到所述正极极片材料及所述负极极片材料中，并使所述正极极片材料及所述负极极片材料达到浸润活化程度。在一些较优的实施例中，通过上述步骤P2处理过的所述正极极片与所述负极极片的表面无液态浸润液残留，将浸泡完成的极片进行保存，并等待进行下一步骤的操作。
在本发明中，通过上述步骤P2中对所述正极极片与所述负极极片进行浸润活化清洗操作，可以将极片表面的活动颗粒，粉尘等杂质有效除去，同时还可以改善所述正极极片、所述负极极片与所述凝胶电解质前驱体的界面性能，减小界面阻抗，提高电池的循环与倍率性能。
步骤P4，极片涂覆：
将上述步骤S1制备获得的凝胶电解质前驱体于所述正极极片和/或所述负极极片的至少一表面，涂覆时间为1s-48h。
在本发明一些实施例中，采用涂覆机在所述正极极片和/或所述负极极片的至少一个表面上均匀涂覆一层膜厚为10μm-500μm的所述凝胶电解质前驱体。如在一些实施例中，所述负极极片的两侧表面上均涂覆所述凝胶电解质前驱体。更进一步地，上述的涂覆操作是在-0.9MPa-1MPa气压下，在惰性气体或干燥空气中，反应的温度为-10℃-30℃时，在所述正极极片和/或所述负极极片的至少一个表面上原位生长一层厚度为10μm-500μm的所述凝胶电解质膜。所述凝胶电解质膜与所述正极极片和/或所述负极极片形成极片复合体。所述凝胶电解质膜与所述正极极片和/或所述负极极片表面的粘附性较好，且其界面相容性好。
其中，在所述正极极片和/或所述负极极片的至少一个表面上原位生长的所述凝胶电解质膜的厚度可根据涂覆的次数、涂覆的时间进行调整，如涂覆次数多且涂覆时间较长，则原位生长获得的所述凝胶电解质膜的厚度则较厚、涂覆的次数可根据所述获得的凝胶电解质膜的电化学性能决定，在此不受限定。
在本发明另外的一些实施例中，将所述凝胶电解质前驱体进行涂覆操作，还可为将所述正极极片和/或所述负极极片浸入所述凝胶电解质前驱体中，使凝胶电解质膜原位生长在所述正极极片和/或所述负极极片的至少一个表面上。
上述步骤S3具体为：
步骤Q1，自然成膜：待所述凝胶电解质前驱体涂覆完成后，将涂覆有所述凝胶电解质前驱体的所述正极极片和/或所述负极极片在15-30℃下，进行初次干燥，干燥时间为10-200min。优选地，将涂覆有所述凝胶电解质前驱体的所述正极极片和/或所述负极极片转移至手套箱中自然成膜。通过在手套箱自然成膜形成稳定的多孔结构，防止在后续真空干燥过程中因凝胶电解质前驱体流动，破坏最终获得的凝胶电解质膜微观结构，进一步提高对凝胶电解质膜的微观结构可控性。
步骤Q2，真空干燥成膜：进一步，以烘干温度为-10℃-120℃，压力为-5MPa-5MPa，延长干燥时间，真空干燥为12h-96h，烘干完成后形成所需凝胶电解质膜。其中，延长干燥时间真空干燥，可以对多孔结构的凝胶电解质膜进行彻底干燥，使多孔结构进一步稳定。其中，凝胶电解质膜为干状态的凝胶膜，以提高吸液性能。
优选地，采用凝胶电解质前驱体对所述处理过的极片进行双面涂覆，原位生成凝胶电解质膜。经自然成膜，再延长干燥时间真空干燥后获得凝胶电解质膜与极片的复合体。所述涂覆方式可以是提拉涂布、狭缝涂布、喷涂、转移涂布、刮涂。
通过测试不同粘度下的凝胶电解质前驱体制备的凝胶电解质膜的机械强度制成对应的粘度-机械强度标准曲线。根据目标凝胶电解质膜的预定机械强度对应该标准曲线选用不同粘度的凝胶电解质前驱体来进行制备得到目标凝胶电解质膜。
通过采用上述凝胶电解质膜的制备方法可以获得凝胶电解质前驱体的粘度与凝胶电解质膜的机械强度的对应关系，从而能够快速方便选用不同粘度的凝胶电解质前驱体来进行制备得到目标机械强度的凝胶电解质膜。
本发明第二实施例提供一种凝胶电解质膜，所述凝胶电解质膜采用本发明第一实施例所提供的凝胶电解质膜制备方法制备，利用所述不同粘度的凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成，其中，所述极片为正极极片和/或负极极片。
优选地，所述凝胶电解质膜为多孔网状结构，其厚度为10μm-500μm，孔隙率为10-93％，驻液量为10％-93％，机械强度为0.1MPa-10MPa。
本发明的第三实施例提供一种锂离子电池的制备方法，其包括如下步骤：其包括提供电池极片；绘制凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线；按照目标凝胶电解质膜的预定机械强度依据该标准曲线选择制备不同特定粘度的凝胶电解质前驱体；利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成所需目标凝胶电解质膜，利用该凝胶电解质膜以形成。
上述锂离子电池的制备方法进一步包括：制备电解液；将电解液注入所述凝胶电解质膜，以制备获得含驻液的凝胶电解质膜后，再将至少一所述正极极片、至少一所述负极极片与至少一所述含驻液的凝胶电解质膜进行交替叠片组装获得凝胶电解质电芯；或是将所述至少一所述正极极片、至少一所述负极极片与至少一所述凝胶膜进行交替叠片组装获得未注液的电芯后，再向所述未注液的电芯中注入所述电解液。采用上述两种方法，均可获得具有较优电化学性能的凝胶电解质电芯。
其中利用所述凝胶电解质膜制备获得含驻液的凝胶电解质膜包括向未注液的凝胶电解质膜中注入所述电解液，或者凝胶电解质膜浸入电解液中形成含驻液的凝胶电解质膜。
所述电解液包括如下配比组分：
锂盐：1％-50％；及
增塑剂：50％-99％；其中，以电解液的总质量为100％。
将上述组分进行混合，并以100-5000rpm的搅拌速度，搅拌时间为0.5-96h，搅拌温度为-10-30℃，搅拌至电解液处于溶解分散均匀状态，备用。
本发明的第四实施例提供一种锂离子电池，其采用如上所述锂离子电池的制备方法获得。
为了对本发明中所提供的凝胶聚合物锂离子电池及其制备方法的效果进行进一步的验证，本发明提供如下的实验组：
实验组1：
制备所述凝胶聚合物锂离子电池的步骤如下：
凝胶电解质前驱体的制备：
分别按照如下液态混合液A与液态混合液B的组分配比分别以温度为25℃之下超声搅拌12h，待混合均匀后，将所述液态混合液A与所述液态混合液B混合，并在温度为25℃之下继续超声搅拌12h，从而形成凝胶电解质前驱体。
所述液态混合液A的组分配比如下：
THF：83％；
PVC：15％；及
IR1010：2％；
在本实验组中，THF为有机溶剂，PVC为高分子聚合物，IR1010为添加剂。
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝1:60:17:10:4:1:2
将上述配置成的凝胶电解质前驱体在一负极极片两侧上均匀涂覆，所述负极极片的材料为石墨。
将涂覆完成的所述负极极片置于手套箱中在25℃初步干燥10min自然成膜，再转移至真空烘箱中，将所述真空烘箱的温度设置在70℃，其真空度设置为-0.09MPa，时间设置为40h，在进行真空烘箱过程中设置自动换气1次。待的有机溶剂(本实验组中为THF)完全挥发，则在所述负极极片表面生长一层厚度为40μm的凝胶电解质膜。
进一步配置电解液，其中，所述电解液的组分配比分别在温度为25℃之下超声搅拌12h。
电解液的组分配比如下：
LiTFSI：6.4％
DEC：64.5％
EC：18.3％
EA：10.8％
将所述凝胶膜浸润于所述电解液中，浸润时间为1min，在所述负极极片上形成一层厚度为40μm的含驻液的凝胶电解质膜；
在本实施例中，采用钴酸锂作为正极极片，所述正极极片与本实验组中所制备获得的所述含驻液的凝胶电解质膜进行交替叠片组装，制备凝胶电解质电芯。
将所述含凝胶电解质电芯入壳/袋、封口、经过化成，整形，除气得到锂离子电池。
实验组2：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝5.5:60:17:10:4:1:2
实验组3：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝6:60:17:10:4:1:2
实验组4：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝6.5:60:17:10:4:1:2
实验组5：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝7:60:17:10:4:1:2
实验组6：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝7.5:60:17:10:4:1:2
实验组7：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝8:60:17:10:4:1:2
实验组8：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝8.5:60:17:10:4:1:2
实验组9：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝9:60:17:10:4:1:2
实验组10：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝9.5:60:17:10:4:1:2
实验组11：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝10:60:17:10:4:1:2
实验组12：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝10.5:60:17:10:4:1:2
实验组13：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝11:60:17:10:4:1:2
实验组14：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝11.5:60:17:10:4:1:2
实验组15：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝12:60:17:10:4:1:2
实验组16：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝12.5:60:17:10:4:1:2
实验组17：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC：EA:Al2O3:VC:TBP＝13:60:17:10:4:1:2
实验组18：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝13.5:60:17:10:4:1:2
实验组19：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝14:60:17:10:4:1:2
实验组20：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝14.5:60:17:10:4:1:2
实验组21：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝15:60:17:10:4:1:2
实验组22：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝20:60:17:10:4:1:2
实验组23：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝30:60:17:10:4:1:2
实验组24：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝40:60:17:10:4:1:2
实验组25：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiTFSI:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝50:60:17:10:4:1:2
采用LiClO4及LiBF4作为锂盐，替代实验组1-25中的LiTFSI。其中，如下实验组26-50锂盐的总含量分别与实验组1-25的锂盐总含量对应相等。
实验组26：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝0.5:0.5:60:17:10:4:1:2
实验组27：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝5:0.5:60:17:10:4:1:2
实验组28：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝3:3:60:17:10:4:1:2
实验组29：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝4:2.5:60:17:10:4:1:2
实验组30：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝4:3:60:17:10:4:1:2
实验组31：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝5:2.5:60:17:10:4:1:2
实验组32：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝5:3:60:17:10:4:1:2
实验组33：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝4:4.5:60:17:10:4:1:2
实验组34：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝4.5:4.5:60:17:10:4:1:2
实验组35：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝5:4.5:60:17:10:4:1:2
实验组36：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝7:3:60:17:10:4:1:2
实验组37：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝7:3.5:60:17:10:4:1:2
实验组38：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝7:4:60:17:10:4:1:2
实验组39：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝6:5.5:60:17:10:4:1:2
实验组40：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝6:6:60:17:10:4:1:2
实验组41：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝8:4.5:60:17:10:4:1:2
实验组42：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝8:5:60:17:10:4:1:2
实验组43：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝9:4.5:60:17:10:4:1:2
实验组44：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝7:7:60:17:10:4:1:2
实验组45：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝9:5.5:60:17:10:4:1:2
实验组46：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝9:6:60:17:10:4:1:2
实验组47：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝10:10:60:17:10:4:1:2
实验组48：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝15:15:60:17:10:4:1:2
实验组49：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝20:20:60:17:10:4:1:2
实验组50：
本实验组与实验组1的区别在于：
所述液态混合液B的组分配比如下：
LiClO4：LiBF4:DEC:EC:EA:Al2O3:VC:TBP＝25:25:60:17:10:4:1:2
对上述实验组1-25以及实验组26-50进行更进一步的性能测试：
其中实验组1-25以及实验组26-50所获得的凝胶电解质前驱体粘度及实验组1-25以及实验组26-50所获得的凝胶电解质膜机械强度测试结果如表1中所示：
表1实验组1-25以及实验组26-50的凝胶电解质前驱体粘度及所获得的凝胶电解质膜机械强度列表
根据表1绘制凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线，如图1及图2所示。其中，图1为实验组1-25凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线；图2为实验组26-50凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线。从图1及图2可以得出：凝胶电解质前驱体的粘度与锂盐的含量成正相关，与锂盐的组分类型关系不大。根据目标凝胶电解质膜的预定机械强度依据该标准曲线选择制备不同特定粘度的凝胶电解质前驱体，利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成所需目标凝胶电解质膜，利用该凝胶电解质膜以形成获得凝胶电解质电芯；从而可将所述凝胶电解质电芯制成所需的锂离子电池。
实验结果分析：对上述获得的凝胶电解质前驱体粘度进行测试可以看出，通过调节锂盐的添加量，可调节凝胶电解质前驱体粘度为10-500cp。其中，将每组组分份量换算成质量分数得出，调节锂盐含量为1％-10.48％，获得粘度为10-200cp的凝胶电解质前驱体；调节锂盐含量为10.48％-13.76％，获得粘度为200-230cp的凝胶电解质前驱体；调节锂盐含量为13.76％-34.72％，获得粘度为230-500cp的凝胶电解质前驱体。
对上述获得的凝胶电解质膜机械强度为0.1-10MPa，通过仅调节锂盐的添加量，可调节凝胶电解质前驱体的粘度，从而调节凝胶电解质膜机械强度。其中，当锂盐含量为1％-10.48％，凝胶电解质前驱体粘度为10-200cp，制备的凝胶电解质膜机械强度随粘度的增加而增加，当锂盐含量为10.48％-13.76％，凝胶电解质前驱体粘度为200-230cp，制备的凝胶电解质膜机械强度随粘度的增加而保持稳定，当锂盐含量为13.76％-34.72％，凝胶电解质前驱体粘度为230-500cp，制备的凝胶电解质膜机械强度随粘度的增加而减少。
其中，实验组1-25以及实验组26-50所获得的凝胶电解质膜厚度、孔径、孔隙率、驻液率测试结果如表3中所示：
表2实验组1-25以及实验组26-50的凝胶电解质膜厚度、孔径、孔隙率、驻液率列表
实验结果分析：对上述获得的凝胶电解质膜进行测试可以看出，通过仅调节锂盐的添加量，可调节凝胶电解质膜成膜厚度为30μm-50μm，孔径为10μm-500μm，孔隙率为10％-93％，驻液量为10％-93％。其中，当调节锂盐含量为1％-34.72％，凝胶电解质前驱体粘度逐渐增加，且凝胶电解质膜成膜厚度、孔径、孔隙率及驻液量基本随凝胶电解质前驱体粘度增加而增加。
其中实验组1-25以及实验组26-50所获得的锂离子电池性能测试结果如表3、表4中所示：
表3实验组1-25以及实验组26-50的锂离子电池倍率性能列表
实验结果分析：对采用上述方法制备获得的锂离子电池的电池倍率进行测试可以看出，通过调节锂盐的添加量，制备不同粘度的凝胶电解质前驱体，以制备目标凝胶电解质膜，从而调节锂离子电池的电池倍率。
表4实验组1-25以及实验组26-50的锂离子电池0.2C循环性能列表
实验结果分析：对采用上述方法制备获得的锂离子电池的0.2循环性能，进行测试可以看出，通过调节锂盐的添加量，制备不同粘度的凝胶电解质前驱体，以制备目标凝胶电解质膜，从而调节锂离子电池的0.2C循环性能。
与现有技术相比，本发明所提供的凝胶电解质膜的制备方法，通过制备获得不同粘度的凝胶电解质前驱体，进一步制备获得凝胶电解质膜。通过测试不同粘度下的凝胶电解质前驱体制备的凝胶电解质膜的机械强度制成对应的粘度-机械强度标准曲线，根据目标凝胶电解质膜的预定机械强度对应该标准曲线选用不同粘度的凝胶电解质前驱体来进行制备得到目标凝胶电解质膜。从而可根据实际需要的机械强度选择合适的凝胶电解质膜，使凝胶电解质膜的机械强度可控，进而成膜厚度、孔径、空隙率及注液量范围都可实现可控制备，并且工艺简单，操作方便。
与现有技术相比，本发明所提供的凝胶电解质膜采用所述凝胶电解质膜的制备方法制备，其机械强度、成膜厚度、孔径、空隙率及注液量可控性强。
与现有技术相比，本发明所提供的锂离子电池制备方法，通过绘制凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线；可以按照目标凝胶电解质膜的预定机械强度依据该标准曲线选择制备不同特定粘度的凝胶电解质前驱体；再利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成所需目标凝胶电解质膜，利用该凝胶电解质膜以形成获得凝胶电解质电芯；然后利用所述凝胶电解质电芯可以制备获得所需的锂离子电池。
与现有技术相比，本发明所提供的锂离子电池采用上述锂离子电池制备方法获得，通过按照目标凝胶电解质膜的预定机械强度依据该标准曲线选择制备不同特定粘度的凝胶电解质前驱体；再利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成所需目标凝胶电解质膜，利用该凝胶电解质膜以形成获得凝胶电解质电芯；然后利用所述凝胶电解质电芯可以制备获得所需的锂离子电池，所获得的锂离子电池具有使用寿命长，且其安全性能高的特点。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种凝胶电解质膜的制备方法，其特征在于：其包括提供电池极片；制备不同粘度的凝胶电解质前驱体；利用所述不同粘度的凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成凝胶电解质膜，测试不同粘度下的凝胶电解质前驱体制备的凝胶电解质膜的机械强度制成对应的粘度-机械强度标准曲线，根据目标凝胶电解质膜的预定机械强度对应该标准曲线选用不同粘度的凝胶电解质前驱体来进行制备得到目标凝胶电解质膜。
2.如权利要求1中所述的凝胶电解质膜的制备方法，其特征在于：所述凝胶电解质前驱体粘度范围为10-500cp；所述电池极片为正极极片和/或负极极片。
3.如权利要求1或2中所述的凝胶电解质膜的制备方法，其特征在于：凝胶电解质前驱体包括液态混合物A与液态混合物B，在液态混合物A中，以液态混合物A的总质量为100％，所述液态混合物A包括高分子聚合物基体：1％-40％，有机溶剂：20％-90％及添加剂：0％-10％；在液态混合物B中，以液态混合物B的总质量为100％，所述液态混合物B包括锂盐：1％-50％，增塑剂：10％-98％及添加剂：1％-40％；在含量为1％-50％范围内，通过调节锂盐的添加量，制备不同粘度的凝胶电解质前驱体。
4.如权利要求3中所述的凝胶电解质膜的制备方法，其特征在于：所述高分子聚合物包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯或热塑性丙烯酸树脂中的一种或几种；
所述有机溶剂包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙酸乙酯中的一种或几种；及
所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、四氯铝酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、氯代四氟硼酸锂、草酸二氟硼酸锂、全氟甲基磺酸锂、氟化锂、碳酸锂或氯化锂中的一种或几种。
5.如权利要求3中所述的凝胶电解质膜的制备方法，其特征在于：所述制备不同粘度的凝胶电解质前驱体具体为：将所述液态混合物A与所述液态混合物B进行混合；其中，保持液态混合物B中增塑剂及添加份量不变，将每组组分份量换算成质量分数得出：
调节锂盐的质量含量为1％-10.48％，获得粘度为10-200cp的凝胶电解质前驱体；
调节锂盐的质量含量为10.48％-13.76％，获得粘度为200-230cp的凝胶电解质前驱体；
调节锂盐的质量含量为13.76％-34.72％，获得粘度为230-500cp的凝胶电解质前驱体。
6.一种凝胶电解质膜，其特征在于：采用如权利要求1-3任一项所述的凝胶电解质膜的制备方法制备获得。
7.如权利要求6所述的凝胶电解质膜，其特征在于：所述凝胶电解质膜孔径为10μm-500μm，孔隙率为10％-93％，机械强度为0.1MPa-10MPa。
8.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于：其包括提供电池极片；绘制凝胶电解质前驱体粘度与凝胶电解质膜机械强度的标准曲线；按照目标凝胶电解质膜的预定机械强度依据该标准曲线选择制备不同特定粘度的凝胶电解质前驱体；利用所述凝胶电解质前驱体于所述极片至少一表面形成所需目标凝胶电解质膜，利用该凝胶电解质膜以形成获得凝胶电解质电芯；及将所述凝胶电解质电芯制成锂离子电池。
9.如权利要求8所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于：上述锂离子电池的制备方法进一步包括：制备电解液，将电解液注入所述凝胶电解质膜，以制备获得含驻液的凝胶电解质膜，再将至少一正极极片、至少一负极极片与至少一所述含驻液的凝胶电解质膜进行交替叠片组装获得凝胶电解质电芯；或者是制备电解液，将所述至少一所述正极极片、至少一所述负极极片与至少一所述凝胶电解质膜进行交替叠片组装获得未注液的电芯后，再向所述未注液的电芯中注入所述电解液获得凝胶电解质电芯。
10.一种锂离子电池，其特征在于：其采用如权利要求8或9中所述的锂离子电池制备方法获得。
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