CN107342439A - 一种改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，包括以下步骤：步骤S1)组装电池：即将电解质膜组装在正极片和负极片之间；步骤S2)向所述电池加入酯类溶剂，并使酯类溶剂浸润至所述正极片和所述电解质膜组之间以及所述负极片和所述电解质膜组之间，并采用热压法对所述电池进行热压。

Description

一种改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法
技术领域
本发明涉及锂电池等领域，具体为一种改善正负极片与电解质膜间的界 面阻抗的方法。
背景技术
锂离子电池因其具有高的工作电压、高能量密度、对环境无毒无污染等 优点而作为一种储能设备在数码领域得到广泛应用。由于纯电动汽车和混合 电动汽车的飞速发展，从而对锂离子电池能量密度及安全性等方面有了更高 的要求。
目前市场广泛使用的锂离子电池所用的电解质为有机液态电解质，这也 带来了一系列问题。目前在液态锂离子电池中所使用的液态电解质的量难以 再降低，这对我们提高锂离子电池的质量能量密度和体积能量密度都存在较 大困难，其次有机液态电解液易燃易爆，有较大的安全隐患。
与传统的液态锂离子电池相比较，固态电池有很多优势，发展前景值得 期待。其中，两个最明显的优势就是能量密度更高，运行更安全。固态电池 在大电流下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路，不会在高温下发生 副反应，不会因产生气体而发生燃烧，因此，安全性被认为是固态电池发展 的最根本驱动力之一。然而，固态电池缺点在于固态电解质与正负极片间的 界面阻抗较大，导致电池整体内阻大，充电速度慢，从而导致固态电池在市 场上没有太大的竞争优势。
发明内容
本发明的目的是：提供一种改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方 法，以降低正负极片与电解质膜之间界面的阻抗。
实现上述目的的技术方案是：一种改善正负极片与电解质膜间的界面阻 抗的方法，包括以下步骤：步骤S1)组装电池：即将电解质膜组装在正极片 和负极片之间；。步骤S2)向所述电池加入酯类溶剂，并使酯类溶剂浸润至所 述正极片和所述电解质膜组之间以及所述负极片和所述电解质膜组之间，并 采用热压法对所述电池进行热压。
在本发明一较佳的实施例中，所述步骤S2)中包括以下步骤：步骤S21) 采用喷、刷或注液中的一种方法向所述电池中加入酯类溶剂；步骤S22)抽真 空，去除多余的酯类溶剂，并在温度为150℃-240℃条件下封口；步骤S23) 在温度为10℃-100℃条件下，静置0h-48h，使剩余的酯类溶剂充分浸润至 电解质膜、正极片、负极片；步骤S24)在温度为10℃-120℃，压力为 0MPa-0.99MPa条件下，热压时间为0min-120min。
在本发明一较佳的实施例中，所述正极片包括正极电极和正极活性材料。
在本发明一较佳的实施例中，所述步骤S21)中，所述酯类溶剂与所述正 极活性材料的质量比为：1:1-1:100。
在本发明一较佳的实施例中，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、 锰酸锂、镍钴锰、镍钴铝三元材料、富锂锰基正极材料中的至少一种。
在本发明一较佳的实施例中，所述负极片包括负极电极以及负极活性材 料。
在本发明一较佳的实施例中，所述负极电极包括锂金属或锂铝合金；所 述负极活性材料包括碳、硅、硅碳、二硫化钼中的至少一种。
在本发明一较佳的实施例中，所述酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、邻苯二甲 酸二酯类、碳酸丙烯酯、脂肪族二元酸酯类、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、磷 酸酯类、碳酸二乙酯溶剂中的至少一种。
在本发明一较佳的实施例中，所述电解质膜包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙 烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯膜中的至少一种。
本发明的优点是：本发明的改善正负极片与电解质膜间的阻抗的方法， 有效的改善了正负极片与电解质膜间的阻抗。通过热压使正负极中的粘结剂 与电解质膜中的成分熔融或溶胀产生粘性，减小了正负极片与电解质膜间界 面电阻，提高了全固态电池充放电倍率。
具体实施方式
以下实施例的说明，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
一种改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，包括以下步骤。
步骤S1)组装电池：即将电解质膜组装在正极片和负极片之间；即将电 池中的正极片、电解质膜和负极片叠片式的进行软包装。所述正极片包括正 极活性材料以及正极电极。所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸 锂、镍钴锰、镍钴铝三元材料、富锂锰基正极材料中的至少一种。所述负极 片包括负极电极以及负极活性材料。所述负极电极包括锂金属或锂铝合金； 所述负极活性材料包括碳、硅、硅碳、二硫化钼中的至少一种。所述电解质 膜包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯膜中的至少 一种。
步骤S2)向所述电池加入酯类溶剂，并使酯类溶剂浸润至所述正极片和 所述电解质膜组之间以及所述负极片和所述电解质膜组之间，并采用热压法 对所述电池进行热压。
在所述步骤S2)中包括以下步骤。
步骤S21)采用喷、刷或注液中的一种方法向所述电池中加入酯类溶剂； 所述步骤S21)中，所述酯类溶剂与所述正极活性材料的质量比为：1:1-1:100。 所述酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、邻苯二甲酸二酯类、碳酸丙烯酯、脂肪族二 元酸酯类、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、磷酸酯类、碳酸二乙酯溶剂中的至少 一种。
步骤S22)抽真空，去除多余的酯类溶剂，并在温度为150℃-240℃条件 下封口。
步骤S23)在温度为10℃-100℃条件下，静置0h-48h，使剩余的酯类溶 剂充分浸润至电解质膜、正极片、负极片。
步骤S24)在温度为10℃-120℃，压力为0MPa-0.99MPa条件下，热压时 间为0min-120min。
实施例1
准备正极片、负极片以及电解质膜：分别取尺寸为4cm*6cm、5cm*7cm、 5.5cm*7.5cm的正极片、负极片及聚氧化乙烯基的电解质膜，以及裁剪尺寸 为9cm*24cm的铝塑膜。
步骤S1)采用叠片的方式组装电池。
步骤S21)采用喷涂方法向所述电池中加入酯类溶剂；所述酯类溶剂与所 述正极活性材料的质量比为：1:2，所述酯类溶剂的质量为0.1g。所述酯类溶 剂为碳酸丙烯酯溶剂。
步骤S22)抽真空，去除多余的酯类溶剂，并在温度为190℃条件下封口。
步骤S23)在温度为60℃条件下，静置6h，使剩余的酯类溶剂充分浸润 至电解质膜、正极片、负极片。
步骤S24)在温度为80℃，压力为0.1MPa条件下，热压时间为10min。
实施例2
准备正极片、负极片以及电解质膜：分别取尺寸为4cm*6cm、5cm*7cm、 5.5cm*7.5cm的正极片、负极片及聚偏氟乙烯基的电解质膜，以及裁剪尺寸 为9cm*24cm的铝塑膜，
步骤S1)采用叠片的方式组装电池。
步骤S21)采用喷涂方法向所述电池中加入酯类溶剂；所述酯类溶剂与所 述正极活性材料的质量比为：1:1，所述酯类溶剂的质量为0.2g。所述酯类溶 剂为碳酸甲乙酯溶剂。
步骤S22)抽真空，去除多余的碳酸甲乙酯溶剂，并在温度为190℃条件 下封口。
步骤S23)在温度为50℃条件下，静置6h，使剩余的酯类溶剂充分浸润 至电解质膜、正极片、负极片。
步骤S24)在温度为60℃，压力为0.05MPa条件下，热压时间为30min。
以上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。

Claims (9)

1.一种改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1)组装电池：即将电解质膜组装在正极片和负极片之间；
步骤S2)向所述电池加入酯类溶剂，并使酯类溶剂浸润至所述正极片和所述电解质膜组之间以及所述负极片和所述电解质膜组之间，并采用热压法对所述电池进行热压。
2.根据权利要求1所述的改善正负极片与电解质膜间的阻抗的方法，其特征在于，所述步骤S2)中包括以下步骤：
步骤S21)采用喷、刷或注液中的一种方法向所述电池中加入酯类溶剂；
步骤S22)抽真空，去除多余的酯类溶剂，并在温度为150℃-240℃条件下封口；
步骤S23)在温度为10℃-100℃条件下，静置0h-48h，使剩余的酯类溶剂充分浸润至电解质膜、正极片、负极片；
步骤S24)在温度为10℃-120℃，压力为0MPa-0.99MPa条件下，热压时间为0min-120min。
3.根据权利要求2所述的改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，其特征在于，所述正极片包括正极电极和正极活性材料。
4.根据权利要求3所述的改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，其特征在于，所述步骤S21)中，所述酯类溶剂与所述正极活性材料的质量比为：1:1-1:100。
5.根据权利要求2所述的改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，其特征在于，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰、镍钴铝三元材料、富锂锰基正极材料中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，其特征在于，所述负极片包括负极电极以及负极活性材料。
7.根据权利要求6所述的改善正负极片与电解质膜间的阻抗界面的方法，其特征在于，所述负极电极包括锂金属或锂铝合金；所述负极活性材料包括碳、硅、硅碳、二硫化钼中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，其特征在于，所述酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、邻苯二甲酸二酯类、碳酸丙烯酯、脂肪族二元酸酯类、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、磷酸酯类、碳酸二乙酯溶剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的改善正负极片与电解质膜间的界面阻抗的方法，其特征在于，所述电解质膜包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯膜中的至少一种。
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