CN112490510A - 纽扣电池的制备方法及其纽扣电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池领域，公开了纽扣电池的制备方法及其纽扣电池。其制备方法包括以下步骤：提供共价有机框架材料，将共价有机框架材料加入含锂溶液中，对锂化处理后共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料；对锂化共价有机框架材料进行压制处理，得到固态电解质薄膜；提供正极片及负极片，对正极片、负极片及固态电解质薄膜进行裁切操作；提供底壳及顶盖，将圆形状的正极片、固态电解质薄膜及负极片放置于底壳中，将顶盖盖合于底壳中，并进行封口操作，得到纽扣电池。本发明制备得到的电解质薄膜具有良好的低温导离子导电性，组装得到的纽扣电池表现出良好的循环稳定性，提高了纽扣电池的倍率性能及循环寿命。

Description

纽扣电池的制备方法及其纽扣电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种纽扣电池的制备方法及其纽扣电池。
背景技术
目前，一般的锂电池通常采用有机液体作为电解质，也称为电解液，该电解质和电极材料在充放电过程中容易发生副反应，导致电池容量出现不可逆衰减，同时电池在长期服役过程中，有机液体电解质会出现挥发、干涸、泄露等现象，影响电池寿命，另一方面，传统锂电池无法使用高能量密度的金属锂作为负极材料，在电池循环中，由于金属锂表面电流密度及锂离子分布不均匀等因素，金属锂电极反复溶解、沉积容易形成不均匀的孔洞和枝晶，枝晶会刺穿隔膜，到达电池正极造成电池短路、热失控、着火爆炸等一系列安全隐患，随着人们对锂电池性能及安全性的要求越来越高，固态电解质受到了人们的关注，用固态电解质代替液体电解质是获得高能量密度、安全性和长循环寿命的全固态锂电池的根本途径，固态电解质组装制成的全固态锂电池可以避免液体电解质带来的负效用，提高电池的安全性和服役寿命。
然而，共价有机框架(COF)材料因其有机单体丰富的可设计性、晶体材料的有序性和规整性以及共价键形式的多样性在气体的储存与分离、非均相催化、储能材料、光电、等领域已经有了广泛的研究并展现出优异的应用前景，而其刚性结构和一维周期性通道以及相变稳定性，也使其有望成为低温SE的潜在候选者，采用共价有机框架(COF)材料作为固体电解质(SE)时，其具有孔隙率、结构可调性和稳定的优势，但是，现有的共价有机框架一般不具有导锂功能，会影响材料的电导率及稳定性，从而影响制备得到的锂电池的性能及品质，因此，对共价有机框架材料进行改进是非常必要的，从而才能制备得到性能更优的锂电池。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种有利于提高循环稳定性，得到电导率优良及倍率性能更好的纽扣电池的制备方法及其纽扣电池，其纽扣电池循环寿命更好，使用寿命长。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种纽扣电池的制备方法，包括以下步骤：
提供共价有机框架材料，将所述共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理，对锂化处理后所述共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料；
对所述锂化共价有机框架材料进行压制处理，得到固态电解质薄膜；
提供正极片及负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜；
提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及所述负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到纽扣电池。
在其中一种实施方式，在提供共价有机框架材料的操作中，将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料。
在其中一种实施方式，所述有机溶剂为2,4,6-三甲羰基苯酚及2,6-二甲羰基苯酚中的至少一种。
在其中一种实施方式，所述含锂溶液为氢氧化锂溶液及碳酸锂溶液中的至少一种。
在其中一种实施方式，在将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作中，控制加热温度为50℃～80℃，搅拌速度为200r/min～300r/min，搅拌时间为30min～100min。
在其中一种实施方式，在将所述共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理的操作中，控制锂化处理温度为30℃～80℃，锂化处理时间为5h～10h。
在其中一种实施方式，在提供正极片及负极片的操作中，将正极材料、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，进行搅拌操作，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，进行烘干操作，得到正极片，将负极材料、导电剂及粘结剂加入去离子水中，进行搅拌操作，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，进行烘干操作，得到负极片。
在其中一种实施方式，所述正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂及镍钴锰酸锂中的至少一种。
在其中一种实施方式，所述负极材料为人造石墨及硅碳复合材料中的至少一种。
一种纽扣电池，由上述纽扣电池的制备方法制成。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
上述纽扣电池的制备方法，通过将共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理，得到锂化共价有机框架材料，通过锂化操作，可以提高制备得到的锂化共价有机框架材料的离子电导率及材料稳定性，将锂化共价有机框架材料压制处理得到固态电解质薄膜，然后再通过浆正极片、固态电解质薄膜及负极片叠合封装成纽扣电池，从而得到纽扣电池，本发明制备得到的电解质薄膜具有单离子特性及宽温范围适用性，电解质薄膜为固态，具有良好的低温导离子导电性，作为固态电解质能有效抑制有机正极材料的溶解，组装得到的纽扣电池表现出良好的循环稳定性，提高了纽扣电池的倍率性能及循环寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施方式的纽扣电池的制备方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例一得到的锂化共价有机框架材料示意图；
图3为本发明的实施例3不同倍率下的充放电性能图；
图4为本发明的实施例3在0.2C电流密度下的循环放电曲线图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式，请参阅图1，一种纽扣电池的制备方法，包括以下步骤：
S110、提供共价有机框架材料，将所述共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理，对锂化处理后所述共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料。
需要说明的是，通过提供共价有机框架材料，然后将共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理，可以得到锂化共价有机框架材料，具体地，锂化造成的电荷积累会在锂化共价有机框架材料层之间引起离子排斥，使它们易于剥离为共价有机纳米片，另外，通过添加锂离子，可以提高锂化共价有机框架材料的离子电导率及材料稳定性，从而有利于提高后续组装制备得到的纽扣电池的倍率性能及循环寿命。
在其中一种实施方式，在提供共价有机框架材料的操作中，将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料。作为进一步的优选方案，所述有机溶剂为2,4,6-三甲羰基苯酚及2,6-二甲羰基苯酚中的至少一种。需要说明的是，通过将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，具体地，有机溶剂采用2,4,6-三甲羰基苯酚及2,6-二甲羰基苯酚中的至少一种，也就是说，有机溶剂可以采用2,4,6-三甲羰基苯酚或2,6-二甲羰基苯酚，也可以同时使用2,4,6-三甲羰基苯酚及2,6-二甲羰基苯酚，通过加热搅拌操作，发生反应后得到第一混合液，然后再向第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，通过加入光引发剂，以及在紫外光照射下，光引发剂在紫外光照射条件下，吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化，从而有利于促进反应的进行，有利于保证共价有机框架材料的顺利制备，得到第二混合液，也就是说，得到含有共价有机框架材料的溶液，对混合液进行蒸发结晶操作，从而得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，可以除去共价有机框架材料晶体表面附着的杂质，得到洁净的共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)x，x≥4，制备得到的共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)x结构稳定，性能优良。值得一提的是，通过将共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)x，x≥4加入含锂溶液中，进行锂化处理后，得到的锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)x，x≥4，具体地，烯丙基可以通过硫醇烯点击反应用酸或盐加以修饰，固定阴离子以实现单Li离子传导，有助于Li盐的解离，酚羟基则可通过锂化反应转变为酚盐，具有改善共价有机框架材料溶剂化的作用，此外，由于锂化造成的电荷积累会在共价有机框架材料层之间引起离子排斥，使它们易于剥离为共价有机纳米片(CONs)，通过添加锂离子以提高共价有机框架材料的离子电导率及材料稳定性，从而提高后续制备得到的纽扣电池的倍率性能及循环寿命。
为了进一步保证共价有机框架材料的顺利制备，避免原料浪费，作为进一步的优选方案，一实施方式中，2,4,6-三甲羰基苯酚、2,6-二甲羰基苯酚、2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼及3-巯基丙酸的添加摩尔比为(m+n)：p：q＝1:1:2，m≥0，n≥0，p>0，q>0，其中，m定义为2,4,6-三甲羰基苯酚的摩尔数，n定义为2,6-二甲羰基苯酚的摩尔数，p定义为2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼的摩尔数，q定义为3-巯基丙酸的摩尔数。需要说明的是，有机溶剂可以采用2,4,6-三甲羰基苯酚或2,6-二甲羰基苯酚，也可以同时使用2,4,6-三甲羰基苯酚及2,6-二甲羰基苯酚，当单独采用2,4,6-三甲羰基苯酚时，n＝0，当单独采用2,6-二甲羰基苯酚时，m＝0，2,4,6-三甲羰基苯酚、2,6-二甲羰基苯酚、2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼及3-巯基丙酸在光引发剂以及配合紫外光照射下，制备得到共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)x，x≥4，因此，控制(m+n)：p：q＝1:1:2，也就是说，可以保证2,4,6-三甲羰基苯酚、2,6-二甲羰基苯酚、2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼及3-巯基丙酸精准地按比例混合，有利于保证共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)x的顺利制备，同时，可以避免原料浪费，有利于提高生产效益，节约生产成本，得到的共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)x的结构稳定，性能优良。
在其中一种实施方式，所述含锂溶液为氢氧化锂溶液及碳酸锂溶液中的至少一种。可以理解的，氢氧化锂溶液及碳酸锂溶液均为常用的含锂溶液，可以提供丰富的锂离子，有利于保证锂化处理的顺利进行，从而制备得到结构稳定，性能良好的锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)x，x≥4，提高共价有机框架材料的离子电导率及材料稳定性，从而提高后续制备得到的纽扣电池的倍率性能及循环寿命。
在其中一种实施方式，在将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作中，控制加热温度为50℃～80℃，搅拌速度为200r/min～300r/min，搅拌时间为30min～100min。需要说明的是，通过控制加热温度为50℃～80℃，搅拌速度为200r/min～300r/min，可以保证反应的顺利进行，通过升高加热温度及加快搅拌速度，有利于加快有机溶剂与2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼的接触，增加了有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼的有效反应碰撞，有利于促进反应的进行，加快反应速率，从而提高生产效益，其中，当温度低于50℃时，对反应速率的促进效果并不明显，反应速度缓慢，影响生产效率，当加热温度为50℃～80℃时，对反应的促进效果最好，当加入温度大于80℃时，随着温度的升高，对反应的促进效果并不明显，同时，还需要投入较多的能源成本，另外，当搅拌速度小于200r/min时，搅拌速度过慢，反应速率缓慢，当搅拌速度大于300r/min时，搅拌速度过快，对反应的促进效果并不明显，同样地，还需要投入较多的能源成本，因此，综合考虑之下，控制加热温度为50℃～80℃，搅拌速度为200r/min～300r/min为宜，控制搅拌时间为30min～100min，可以保证反应时间适中，保证反应完全。
在其中一种实施方式，在将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作中，控制加热温度为75℃，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为80min。如此，可以保证反应充分，反应效果好。
在其中一种实施方式，在将所述共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理的操作中，控制锂化处理温度为30℃～80℃，锂化处理时间为5h～10h。需要说明的是，控制锂化处理温度为30℃～80℃，锂化处理时间为5h～10h，可以保证锂化操作正常进行，通过升高锂化处理温度，有利于加快锂化处理操作的速率，有利于加快共价有机框架材料与锂离子的接触，可以增加共价有机框架材料与锂离子的有效碰撞，从而加快锂化处理的速率，当锂化处理温度小于30℃时，温度过低，不能有效促进锂化处理的进行，当温度为30℃～80℃时，对锂化反应的促进效果明显，当温度大于80℃时，温度过高，一方面，容易对共价有机框架材料的性能造成影响，另一方面，需要投入更多的能源成本，因此，控制锂化处理温度为30℃～80℃为宜，锂化处理时间控制为5h～10h，可以保证锂化处理时间适中，保证锂化处理进行完全，得到结构稳定，性能优良的锂化共价有机框架材料。
S120、对所述锂化共价有机框架材料进行压制处理，得到固态电解质薄膜。
需要说明的是，通过压延机将锂化共价有机框架材料压制成薄膜状，得到固态电解质薄膜，从而得到固态的电解质薄膜，易于成型加工，方便后续根据具体生产需要，将固态电解质薄膜加工成具体的形状及尺寸，然后与正极片及负极片共同装配封装得到纽扣电池，制备工艺简单，适用性好，适用于工业化生产。
一实施方式中，所述固态电解质薄膜的厚度为190μm～210μm。可以理解的，固态电解质薄膜的厚度设置为190μm～210μm，可以保证固态电解质薄膜的厚度适中，避免固态电解质薄膜的厚度过薄或过厚，当固态电解质薄膜的厚度大于210μm时，厚度过大，从而会大大增加后续封装装配得到的纽扣电池的体积，增加了纽扣电池的厚度，不利于纽扣电池的轻薄化发展，当固态电解质薄膜的厚度小于190μm时，厚度过小，固态电解质薄膜在加工过程中容易出现破损，撕裂现象，容易造成原材料损坏，造成浪费，增加了生产成本，因此，将固态电解质薄膜的厚度控制为190μm～210μm为宜。例如，所述固态电解质薄膜的厚度为190μm、195μm、200μm、205μm或210μm。
S130、提供正极片及负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜。
需要说明的是，通过裁切机，分别对正极片、负极片及固态电解质薄膜进行裁切，可以将正极片、负极片及固态电解质薄膜裁切成具体生产需要的形状及大小，便于后续对正极片、负极片及固态电解质薄膜进行叠配，工艺简单，适用性好。
在其中一种实施方式，在提供正极片及负极片的操作中，将正极材料、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，进行搅拌操作，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，进行烘干操作，得到正极片，将负极材料、导电剂及粘结剂加入去离子水中，进行搅拌操作，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，进行烘干操作，得到负极片。具体地，所述正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂及镍钴锰酸锂中的至少一种。所述负极材料为人造石墨及硅碳复合材料中的至少一种。需要说明的是，通过将正极材料、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，通过搅拌装置进行搅拌操作，得到正极浆料，其中，正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂及镍钴锰酸锂中的至少一种，钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂及镍钴锰酸锂均为常用的正极材料，再将制备得到均匀涂覆于正极集流体上，通过烘干机烘干，成型得到正极片，通过将负极材料、导电剂及粘结剂加入去离子水中，其中，负极材料为人造石墨及硅碳复合材料中的至少一种，人造石墨及硅碳复合材料均为常用的负极材料，然后通过搅拌装置进行搅拌操作，得到负极浆料，将制备得到的负极浆料均匀涂覆于负极集流体上，通过烘干机进行烘干操作，得到负极片，得到的正极片及负极片的结构稳定，性能优良，制备工艺简单，适用于工业化生产。
S140、提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及所述负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到纽扣电池。
需要说明的是，通过提供底壳及顶盖，将正极片、固态电解质薄膜及负极片依次叠配后，放入到底壳中，然后通过盖上顶盖，并进行封口操作，可以将正极片、固态电解质薄膜及负极片密封封装于底壳及顶盖中，后续通过焊接操作，实现正极片与底壳的电连接，以及实现负极片与顶盖的电连接，从而制备得到纽扣电池，通过在共价有机框架材料上添加锂离子，得到锂化共价有机框架材料，提高了共价有机框架材料的离子电导率，从而使得组装的全固态纽扣电池表现出良好的循环稳定性，提高了纽扣电池的倍率性能及循环寿命。
一种纽扣电池，由上述纽扣电池的制备方法制成。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
上述纽扣电池的制备方法，通过将共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理，得到锂化共价有机框架材料，通过锂化操作，可以提高制备得到的锂化共价有机框架材料的离子电导率及材料稳定性，将锂化共价有机框架材料压制处理得到固态电解质薄膜，然后再通过浆正极片、固态电解质薄膜及负极片叠合封装成纽扣电池，从而得到纽扣电池，本发明制备得到的电解质薄膜具有单离子特性及宽温范围适用性，电解质薄膜为固态，具有良好的低温导离子导电性，作为固态电解质能有效抑制有机正极材料的溶解，组装得到的纽扣电池表现出良好的循环稳定性，提高了纽扣电池的倍率性能及循环寿命。
以下是纽扣电池的制备工艺的具体实施例部分
实施例1
将2,4,6-三甲羰基苯酚及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，控制加热温度为50℃，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为30min，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)6，将所述共价有机框架材料加入氢氧化锂溶液及碳酸锂溶液中，进行锂化处理，控制锂化处理温度为30℃，锂化处理时间为5h，对锂化处理后所述共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，请参阅图2，得到锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)6；
对所述锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)6进行压制处理，得到固态电解质薄膜；
将钴酸锂、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，进行搅拌操作，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，进行烘干操作，得到正极片，将人造石墨、导电剂及粘结剂加入去离子水中，进行搅拌操作，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，进行烘干操作，得到负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜；
提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到实施例1的纽扣电池。
实施例2
将2,4,6-三甲羰基苯酚及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，控制加热温度为65℃，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为70min，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)6，将所述共价有机框架材料加入氢氧化锂溶液及碳酸锂溶液中，进行锂化处理，控制锂化处理温度为65℃，锂化处理时间为8h，对锂化处理后所述共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)6；
对所述锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)6进行压制处理，得到固态电解质薄膜；
将钴酸锂、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，进行搅拌操作，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，进行烘干操作，得到正极片，将人造石墨、导电剂及粘结剂加入去离子水中，进行搅拌操作，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，进行烘干操作，得到负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜；
提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到实施例2的纽扣电池。
实施例3
将2,4,6-三甲羰基苯酚及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，控制加热温度为80℃，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为100min，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)6，将所述共价有机框架材料加入氢氧化锂溶液及碳酸锂溶液中，进行锂化处理，控制锂化处理温度为80℃，锂化处理时间为10h，对锂化处理后所述共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)6；
对所述锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)6进行压制处理，得到固态电解质薄膜；
将钴酸锂、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，进行搅拌操作，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，进行烘干操作，得到正极片，将人造石墨、导电剂及粘结剂加入去离子水中，进行搅拌操作，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，进行烘干操作，得到负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜；
提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到实施例3的纽扣电池。
实施例4
将2,6-二甲羰基苯酚及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，控制加热温度为80℃，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为100min，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)6，将所述共价有机框架材料加入氢氧化锂溶液及碳酸锂溶液中，进行锂化处理，控制锂化处理温度为80℃，锂化处理时间为10h，对锂化处理后所述共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)6；
对所述锂化共价有机框架材料(C34H33Li2N5O9S2)6进行压制处理，得到固态电解质薄膜；
将钴酸锂、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，进行搅拌操作，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，进行烘干操作，得到正极片，将人造石墨、导电剂及粘结剂加入去离子水中，进行搅拌操作，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，进行烘干操作，得到负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜；
提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到实施例4的纽扣电池。
对比例1
将2,4,6-三甲羰基苯酚及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，控制加热温度为80℃，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为100min，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)6；
对所述共价有机框架材料(C34H35N5O9S2)6进行压制处理，得到固态电解质薄膜；
将钴酸锂、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，进行搅拌操作，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，进行烘干操作，得到正极片，将人造石墨、导电剂及粘结剂加入去离子水中，进行搅拌操作，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，进行烘干操作，得到负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜；
提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到对比例1的纽扣电池。
上述各实施例中，对实施例1、实施例2、实施例3、实施例4及对比例1的纽扣电池进行各项测试，测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002807827320000131
由上表可知，相对于对比例1的纽扣电池，实施例1～4制备得到的纽扣电池均具有优良的循环寿命及电容量保持率，纽扣电池的结构更加稳定，使用寿命更长，实施例1～4制备得到的纽扣电池的品质均高于对比例1，上述各实施例制备工艺简单，组装得到的纽扣电池表现出良好的循环稳定性，提高了纽扣电池的倍率性能及循环寿命。
图3为本发明的实施例3在不同倍率下的充放电曲线图，由图3可见，实施例3的纽扣电池的充放电性能优良，倍率性能得到了明显改善。
图4为本发明的实施例3的纽扣电池在0.2C电流密度下的循环放电曲线图。由图4可见，实施例3的纽扣电池，在0.2C倍率下，100次循环后放电比容量从171mAh/g衰减至162mAh/g，容量保持率保持为94.7％，且制备工艺简单，提高了生产效益。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种纽扣电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供共价有机框架材料，将所述共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理，对锂化处理后所述共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料；
对所述锂化共价有机框架材料进行压制处理，得到固态电解质薄膜；
提供正极片及负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜；
提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及所述负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到纽扣电池。
2.根据权利要求1所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，在提供共价有机框架材料的操作中，将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料。
3.根据权利要求2所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为2,4,6-三甲羰基苯酚及2,6-二甲羰基苯酚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，所述含锂溶液为氢氧化锂溶液及碳酸锂溶液中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，在将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作中，控制加热温度为50℃～80℃，搅拌速度为200r/min～300r/min，搅拌时间为30min～100min。
6.根据权利要求1所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，在将所述共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理的操作中，控制锂化处理温度为30℃～80℃，锂化处理时间为5h～10h。
7.根据权利要求1所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，在提供正极片及负极片的操作中，将正极材料、导电剂及粘结剂加入NMP溶剂中，进行搅拌操作，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，进行烘干操作，得到正极片，将负极材料、导电剂及粘结剂加入去离子水中，进行搅拌操作，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆于负极集流体上，进行烘干操作，得到负极片。
8.根据权利要求7所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，所述正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂及镍钴锰酸锂中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，所述负极材料为人造石墨及硅碳复合材料中的至少一种。
10.一种纽扣电池，其特征在于，由上述权利要求1-9中任意一项所述的纽扣电池的制备方法制成。
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