CN111193066A - 固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法 - Google Patents

固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111193066A
CN111193066A CN202010104857.3A CN202010104857A CN111193066A CN 111193066 A CN111193066 A CN 111193066A CN 202010104857 A CN202010104857 A CN 202010104857A CN 111193066 A CN111193066 A CN 111193066A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid
elastic
positive electrode
electrolyte
polymethyl methacrylate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010104857.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111193066B (zh
Inventor
顾圆春
刘光烨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University of Science and Technology
Original Assignee
Qingdao University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University of Science and Technology filed Critical Qingdao University of Science and Technology
Priority to CN202010104857.3A priority Critical patent/CN111193066B/zh
Publication of CN111193066A publication Critical patent/CN111193066A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111193066B publication Critical patent/CN111193066B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法，所述固态电解质由摩尔比为8‑10：1‑2：2‑3：1‑2的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅在光引发下交联而成的四元固态聚合物电解质，为适配于4V高电压正极材料的固态电解质。所述固态锂离子电池包括由封装膜封装而成的4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层，为具有4V高电压输出的弹性固态锂离子电池。

Description

固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体地说，是涉及固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法。
背景技术
锂离子电池(LIBs)已经成功占领了电子类产品市场，但在电动汽车(EV)领域的性能却远远不能令人满意，主要是因为LIBs在满足高能量密度需求的同时，安全问题仍然是首要问题。频发的电动汽车起火事故引起了对人们对LIBs相当大的担忧。电池安全问题是由不同的原因引发的，如过充电、滥用、电池内部或外部短路等，但这些多多少少都与锂离子电池使用易挥发、易燃和有毒的液态有机碳酸盐基电解质有关。
相对传统的液态有机碳酸盐基电解质，固态聚合物电解质具有一些明显的优势，主要表现在非挥发性、低可燃性、无电解质泄漏、易加工和机械强度高等方面。而且，固态聚合物电解质可以使用金属锂作为负极，从而表现出较高的能量密度。因此，在电动汽车中采用具有固态聚合物电解质的固态锂离子电池将能够有效解决电动汽车的安全性问题。
到目前为止，在许多固态聚合物电解质当中，聚环氧乙烷(PEO)是被研究最多的一种，而且实际生活当中上也有应用。然而，PEO的最高占据分子轨道(HOMO) 相当低，导致环氧乙烷链高压氧化稳定性差。所以，基于PEO的固态聚合物电解质基本只能限于3 V级正极材料，因此，所制备的固态锂离子电池电压低，难以组装成适用于电动汽车的高功率电池，限制了固态锂离子电池在电动汽车领域的应用。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种适配于4V高电压正极材料的固态电解质及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种固态电解质，所述固态电解质是由摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅在光引发下交联而成的四元固态聚合物电解质。
一种制备固态电解质的方法，所述方法包括：
将二苯甲酮溶于预干燥处理后的支链聚甲基丙烯酸甲酯中，获得质量分数为5-10%的溶液，搅拌并静置一定时间，形成二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液；
将预干燥处理后的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺粉体及二氧化硅粉体混合均匀，形成初级混合物，将所述二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液加入至所述初级混合物中，形成糊状混合物；所述糊状混合物中，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅的摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2；
将所述糊状混合物真空密封，在90-120℃下静置一定时间，获得具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物；
将所述具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物夹于两层聚脂薄膜之间，在90-120℃下热压，获得电解质膜；
用紫外灯照射所述电解质膜，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、及二氧化硅在光引发下交联，形成四元固态聚合物电解质；所述紫外灯的辐射功率为320-380W，光照时间为1-5min 。
本发明的目的之二是提供一种具有4V高电压输出的弹性固态锂离子电池及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种固态锂离子电池，包括由封装膜封装而成的4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层；
所述弹性正极层是在弹性导电基底上涂敷包括有正极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的正极浆料而成；
所述弹性负极层是在弹性导电基底上涂敷包括有负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的负极浆料而成；
所述固态电解质层中的固态电解质是由摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅在光引发下交联而成的四元固态聚合物电解质。
一种制备固态锂离子电池的方法，所述方法包括：
将4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层顺序叠加在一起，形成电池芯，在0-10Mpa压力下、75-105℃的温度下热压5-30min，并冷却；
然后，在冷却后的电池芯两侧加上封装膜进行封装，并引出正极、负极，获得弹性固态锂离子电池；
其中，所述弹性正极层是在弹性导电基底上涂敷包括有正极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的正极浆料而成；
所述弹性负极层是在弹性导电基底上涂敷包括有负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的负极浆料而成；
所述固态电解质层中的固态电解质采用下述方法制备：
将二苯甲酮溶于预干燥处理后的支链聚甲基丙烯酸甲酯中，获得质量分数为5-10%的溶液，搅拌并静置一定时间，形成二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液；
将预干燥处理后的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺粉体及二氧化硅粉体混合均匀，形成初级混合物，将所述二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液加入至所述初级混合物中，形成糊状混合物；所述糊状混合物中，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅的摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2；
将所述糊状混合物真空密封，在90-120℃下静置一定时间，获得具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物；
将所述具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物夹于两层聚脂薄膜之间，在90-120℃下热压，获得电解质膜；
用紫外灯照射所述电解质膜，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、及二氧化硅在光引发下交联，形成四元固态聚合物电解质；所述紫外灯的辐射功率为320-380W，光照时间为1-5min 。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
1、本发明提供的固态电解质，将聚环氧乙烷与高分子聚合物双三氟甲基磺酰亚胺和支链聚甲基丙烯酸甲酯复配，同时掺杂无机材料二氧化硅，并通过光引发交联，形成四元固态聚合物电解质，离子电导率高，4V高压下稳定性强，能够适配4V高电压正极材料，形成高电压的固态锂离子电池。
2、本发明提供的固态锂离子电池，将4V级弹性正极层、适配于4V高电压正极材料的固态电解质及弹性负极层封装，一方面能够获得性能稳定的4V高电压输出，易于组装成适用于电动汽车的高功率电池；另一方面固态锂离子电池弹性变形范围大，卷成柱状或者切割后仍可以继续供电，不易发生短路等失效行为，运输方便，适用范围广。
阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
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，以下将结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
在本发明的一个固态电解质的实施例中，固态电解质是由聚环氧乙烷PEO、双三氟甲基磺酰亚胺LiTFSI、支链聚甲基丙烯酸甲酯PMTFSI及二氧化硅SiO2在光引发下交联而成的四元固态聚合物电解质。其中，聚环氧乙烷PEO、双三氟甲基磺酰亚胺LiTFSI、支链聚甲基丙烯酸甲酯PMTFSI、二氧化硅SiO2这四种物质需满足摩尔比为（8-10）：（1-2）：（2-3）：（1-2）。
对于光引发交联而成的四元固态聚合物电解质，需要采用特定的方法制备而成。具体来说，一个制备该四元固态聚合物电解质的方法的实施例包括如下步骤：
将二苯甲酮溶于预干燥处理后的支链聚甲基丙烯酸甲酯中，获得质量分数为5-10%的溶液，搅拌并静置一定时间，形成二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液。支链聚甲基丙烯酸甲酯需要预干燥处理，除去水分，避免水分的存在而产生不必要的副反应，影响电解质的性能。具体来说，是在90-120℃的真空条件下，使用机械泵干燥15-25h；然后，使用涡轮高压泵再干燥40-50h，实现预干燥。譬如，在110℃的真空条件下，使用机械泵干燥20h；然后，使用涡轮高压泵再干燥48h。对于二苯甲酮-支链聚甲基丙烯酸甲酯，静置时间不能过短，以不少于24h为宜。其中，二苯甲酮作为光引发剂使用，在紫外灯的照射下能够引发聚合反应。
先将预干燥处理后的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺粉体及二氧化硅粉体混合均匀，形成初级混合物；然后，再将二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液加入至初级混合物中，形成糊状混合物。并且，在糊状混合物中，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅的摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2。同样的，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺粉体及二氧化硅粉体也需要预干燥处理，除去水分，避免水分的存在而产生不必要的副反应，影响电解质的性能。对于聚环氧乙烷，在45-55℃下的真空条件下，使用机械泵干燥40-50h；然后，使用涡轮高压泵再干燥40-50h，实现预干燥。譬如，在50℃的真空条件下，使用机械泵干燥48h；然后，使用涡轮高压泵再干燥48h。对于双三氟甲基磺酰亚胺，在135-165℃的真空条件下，使用机械泵干燥15-25h；然后，使用涡轮高压泵再干燥40-50h，实现预干燥。譬如，在150℃的真空条件下，使用机械泵干燥20h；然后，使用涡轮高压泵再干燥48h。二氧化硅可以在普通干燥室中干燥即可。
将糊状混合物真空密封，在90-120℃下静置一定时间，获得具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物，以使得混合物中各组分混合均匀、稳定。譬如，在100℃下静置30h，获得具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物。
将具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物夹于两层聚脂薄膜之间，在90-120℃下热压，获得电解质膜。由此所获得的电解质膜为较薄的电解质膜。
最后，用紫外灯照射电解质膜，由于二苯甲酮在紫外光照射下能够引发聚合反应，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯及二氧化硅在光引发下交联，形成四元固态聚合物电解质。其中，紫外灯的辐射功率为320-380W，光照时间为1-5min 。优选的，选用立体紫外灯照射，提高反应速度和反应稳定性。
采用上述方法所制备的固态电解质，将聚环氧乙烷与高分子聚合物双三氟甲基磺酰亚胺和支链聚甲基丙烯酸甲酯复配，同时掺杂无机材料二氧化硅，并通过光引发交联，形成四元固态聚合物电解质，离子电导率高，4V高压下稳定性强，能够适配4V高电压正极材料，形成高电压的固态锂离子电池。而且，方法易于实现，便于制备固态电解质，工业化成本低，适于工业规模化生产。
应用上述的固态电解质制备成固态锂离子电池，能够获得4V高电压输出。
作为本发明的一个实施例，利用封装膜将4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层封装，形成具有弹性的固态锂离子电池。具体封装叠放顺序为：封装膜-4V级弹性正极层-固态电解质层-弹性负极层-封装膜。
具体来说，封装膜封装而成的4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层中，弹性正极层是在弹性导电基底上涂敷包括有正极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的正极浆料而成，弹性负极层是在弹性导电基底上涂敷包括有负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的负极浆料而成，而固态电解质层中的固态电解质是由摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅在光引发下交联而成的四元固态聚合物电解质。
弹性正极层和弹性负极层中的弹性导电基底，优选为网孔导电碳布、石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜中的任意一种。正极活性物质为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2或LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2中的任意一种，均为4V级正极材料。负极活性物质为石墨、二硫化钼、钛酸锂、四氧化三钴、碳硅复合材料中的任意一种。弹性正极层和弹性负极层中所用的导电剂，优选为super P（小颗粒导电炭黑）、导电石墨、导电炭黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。弹性正极层和弹性负极层中所用的聚合物优选为聚氧化乙烯、聚苯醚、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氧化丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种。而弹性正极层和弹性负极层中所用的溶剂优选为乙腈、二甲基亚砜、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N-N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。
对于上述具有弹性的固态锂离子电池，需要采用特定的方法制备而成。具体来说，一个制备该固态锂离子电池的方法的实施例包括如下步骤：
将4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层顺序叠加在一起，形成电池芯，在0-10Mpa压力下、75-105℃的温度下热压5-30min，并冷却。冷却时间以5-12h为宜。
然后，在冷却后的电池芯两侧加上封装膜，形成封装膜-弹性正极层-固态电解质层-弹性负极层-封装膜的顺序，进行冷压封装，四周封口，并引出正极、负极，获得弹性固态锂离子电池。
其中，弹性正极层是在弹性导电基底上涂敷包括有正极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的正极浆料而成；弹性负极层是在弹性导电基底上涂敷包括有负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的负极浆料而成。固态电解质的制备方法采用上述制备四元固态聚合物电解质的方法，在此不作复述。
在其他一些优选实施例中，弹性正极层采用下述方法制备：
将正极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂按照质量比为1-9：1-6：1-6：1-300的比例配置成正极浆料；
将正极浆料均匀地涂敷在弹性导电基底上，静置一定时间，以便让正极浆料尽量填满空隙。优选的，静置1-5h。然后，在80-180℃的温度下干燥，获得弹性正极层。
弹性负极层采用与弹性正极层类似的方法制备，具体来说，在其他一些优选实施例中，弹性负极层采用下述方法制备：
将负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂按照质量比为1-9：1-6：1-6：1-300的比例配置成负极浆料。
将负极浆料均匀地涂敷在弹性导电基底上，静置一定时间，以便让负极浆料尽量填满空隙。优选的，静置1-5h。然后，在80-180℃的温度下干燥，获得弹性负极层。
正极活性物质、负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的优选种类参考上述的描述，在此不作复述。
采用上述方法所制备的固态锂离子电池，为弹性全固态锂离子电池，除了具有固态锂离子电池的无溶剂，不易挥发，可燃性低，易加工等有限之外，还能够获得性能稳定的4V高电压输出，易于组装成适用于电动汽车的高功率电池。另一方面固态锂离子电池弹性变形范围大，卷成柱状或者切割后仍可以继续供电，不易发生短路等失效行为，运输方便，适用范围广。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种固态电解质，其特征在于，所述固态电解质是由摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅在光引发下交联而成的四元固态聚合物电解质。
2.一种制备固态电解质的方法，其特征在于，所述方法包括：
将二苯甲酮溶于预干燥处理后的支链聚甲基丙烯酸甲酯中，获得质量分数为5-10%的溶液，搅拌并静置一定时间，形成二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液；
将预干燥处理后的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺粉体及二氧化硅粉体混合均匀，形成初级混合物，将所述二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液加入至所述初级混合物中，形成糊状混合物；所述糊状混合物中，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅的摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2；
将所述糊状混合物真空密封，在90-120℃下静置一定时间，获得具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物；
将所述具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物夹于两层聚脂薄膜之间，在90-120℃下热压，获得电解质膜；
用紫外灯照射所述电解质膜，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、及二氧化硅在光引发下交联，形成四元固态聚合物电解质；所述紫外灯的辐射功率为320-380W，光照时间为1-5min 。
3.一种固态锂离子电池，其特征在于，包括由封装膜封装而成的4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层；
所述弹性正极层是在弹性导电基底上涂敷包括有正极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的正极浆料而成；
所述弹性负极层是在弹性导电基底上涂敷包括有负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的负极浆料而成；
所述固态电解质层中的固态电解质是由摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅在光引发下交联而成的四元固态聚合物电解质。
4.根据权利要求3所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述弹性导电基底为网孔导电碳布、石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2或LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2中的任意一种；所述负极活性物质为石墨、二硫化钼、钛酸锂、四氧化三钴、碳硅复合材料中的任意一种。
6.根据权利要求3所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述导电剂为super P、导电石墨、导电炭黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；所述聚合物为聚氧化乙烯、聚苯醚、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氧化丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种；所述溶剂为乙腈、二甲基亚砜、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N-N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。
7.一种制备固态锂离子电池的方法，其特征在于，所述方法包括：
将4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层顺序叠加在一起，形成电池芯，在0-10Mpa压力下、75-105℃的温度下热压5-30min，并冷却；
然后，在冷却后的电池芯两侧加上封装膜进行封装，并引出正极、负极，获得弹性固态锂离子电池；
其中，所述弹性正极层是在弹性导电基底上涂敷包括有正极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的正极浆料而成；
所述弹性负极层是在弹性导电基底上涂敷包括有负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的负极浆料而成；
所述固态电解质层中的固态电解质采用下述方法制备：
将二苯甲酮溶于预干燥处理后的支链聚甲基丙烯酸甲酯中，获得质量分数为5-10%的溶液，搅拌并静置一定时间，形成二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液；
将预干燥处理后的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺粉体及二氧化硅粉体混合均匀，形成初级混合物，将所述二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液加入至所述初级混合物中，形成糊状混合物；所述糊状混合物中，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅的摩尔比为8-10：1-2：2-3：1-2；
将所述糊状混合物真空密封，在90-120℃下静置一定时间，获得具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物；
将所述具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物夹于两层聚脂薄膜之间，在90-120℃下热压，获得电解质膜；
用紫外灯照射所述电解质膜，聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、及二氧化硅在光引发下交联，形成四元固态聚合物电解质；所述紫外灯的辐射功率为320-380W，光照时间为1-5min 。
8.根据权利要求7所述的制备固态锂离子电池的方法，其特征在于，所述弹性正极层采用下述方法制备：
将所述正极活性物质、所述导电剂、所述聚合物及所述溶剂按照质量比为1-9：1-6：1-6：1-300的比例配置成正极浆料；
将所述正极浆料涂敷在所述弹性导电基底上，静置一定时间后，在80-180℃的温度下干燥，获得所述弹性正极层。
9.根据权利要求7所述的制备固态锂离子电池的方法，其特征在于，所述弹性负极层采用下述方法制备：
将所述负极活性物质、所述导电剂、所述聚合物及所述溶剂按照质量比为1-9：1-6：1-6：1-300的比例配置成负极浆料；
将所述负极浆料涂敷在所述弹性导电基底上，静置一定时间后，在80-180℃的温度下干燥，获得所述弹性负极层。
CN202010104857.3A 2020-02-20 2020-02-20 固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法 Active CN111193066B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010104857.3A CN111193066B (zh) 2020-02-20 2020-02-20 固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010104857.3A CN111193066B (zh) 2020-02-20 2020-02-20 固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111193066A true CN111193066A (zh) 2020-05-22
CN111193066B CN111193066B (zh) 2020-10-30

Family

ID=70710848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010104857.3A Active CN111193066B (zh) 2020-02-20 2020-02-20 固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111193066B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112993396A (zh) * 2021-05-10 2021-06-18 中国人民解放军国防科技大学 聚合物固态电解质膜及其制备方法和全固态电池
CN113241425A (zh) * 2021-06-03 2021-08-10 贵州民族大学 一种辉钼矿电极及其制备方法
CN117384394A (zh) * 2023-12-13 2024-01-12 涿州市柯林电子产品有限公司 一种新能源锂电池用的循环散热冷凝胶及其制备工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1308642A (zh) * 1998-05-04 2001-08-15 Basf公司 适用于电化电池的组合物
CN108933284A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 北京师范大学 一种柔性全固态锂离子二次电池及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1308642A (zh) * 1998-05-04 2001-08-15 Basf公司 适用于电化电池的组合物
CN108933284A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 北京师范大学 一种柔性全固态锂离子二次电池及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BO LIANG 等: "Preparation and characterization of PEO-PMMA polymer composite electrolytes doped with nano-Al2O3", 《ELECTROCHIMICA ACTA》 *
TAPABRATA DAM 等: "The ionic transport mechanism and coupling between the ion conduction and segmental relaxation processes of PEO20-LiCF3SO3 based ion conducting polymer clay composites", 《PHYS.CHEM.CHEM.PHYS.》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112993396A (zh) * 2021-05-10 2021-06-18 中国人民解放军国防科技大学 聚合物固态电解质膜及其制备方法和全固态电池
CN113241425A (zh) * 2021-06-03 2021-08-10 贵州民族大学 一种辉钼矿电极及其制备方法
CN113241425B (zh) * 2021-06-03 2021-11-23 贵州民族大学 一种辉钼矿电极及其制备方法
CN117384394A (zh) * 2023-12-13 2024-01-12 涿州市柯林电子产品有限公司 一种新能源锂电池用的循环散热冷凝胶及其制备工艺
CN117384394B (zh) * 2023-12-13 2024-02-09 涿州市柯林电子产品有限公司 一种新能源锂电池用的循环散热冷凝胶及其制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN111193066B (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111193066B (zh) 固态电解质、固态锂离子电池及其制备方法
CN107742728B (zh) 一种全固态锂电池中电解质/电极界面一体化构造工艺
KR102224361B1 (ko) 모두-고체-상태의 리튬-황 전기화학 셀 및 이의 제조방법
Xie et al. A novel quinone-based polymer electrode for high performance lithium-ion batteries
KR101655627B1 (ko) 유무기 복합 고체전해질막, 그 제조방법 및 이를 포함하는 전고체 전지
JP2018081930A (ja) 非水電解液二次電池とそのための正極シート
Liang et al. Highly conductive, flexible, and nonflammable double-network poly (ionic liquid)-based ionogel electrolyte for flexible lithium-ion batteries
Xu et al. Sulfonyl-based polyimide cathode for lithium and sodium secondary batteries: Enhancing the cycling performance by the electrolyte
CN100478390C (zh) 一种复合型聚合物电解质材料及其制备方法
US11417907B2 (en) Composite polymer electrolyte (CPE) membranes for secondary solid state li-metal cells and process for the production thereof
US11539071B2 (en) Sulfide-impregnated solid-state battery
CN103247822A (zh) 锂硫二次电池体系
JP2019059912A (ja) 改質セルロースをベースとする固体ポリマー電解質、及びリチウム又はナトリウム二次電池におけるその使用
CN1612403A (zh) 电解液组合物，使用它的锂电池和制造该电池的方法
CN107994257A (zh) 一种高性能固态电解质及其制备方法
CN112615006A (zh) 一种储能充电系统电池用高性能复合型粘结剂的制备方法
KR101835925B1 (ko) 유무기 복합 고분자 겔 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
Zhu et al. Stabilizing high-voltage cathode materials for next-generation Li-ion batteries
KR20150084835A (ko) 활물질 입자, 축전 디바이스용 정극, 축전 디바이스 및 활물질 입자의 제조 방법
JP2011049111A (ja) 非水電解質電池
CN1612404A (zh) 电解液组合物，使用它的锂电池和制造该电池的方法
CN112531203A (zh) 一种离子导电率高的固态电解质及其制备方法
JP2001229730A (ja) 電解質材料及びその用途
KR20220097383A (ko) 알칼리 금속 비스(옥살라토)붕산염을 포함하는 전해질 용액
WO2018123458A1 (ja) 電気化学デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant