CN113013482A - 一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：1)固态电解质制备；2)全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：S1：称取一定重量的负极活性材料和导电剂；S2：在步骤S1中加入增稠剂；S3：称取一定重量的正极活性材料和导电剂，利用搅拌机进行搅拌；S4：在步骤S3中加入增稠剂，利用搅拌机进行搅拌；S5：将步骤S2中制得的负极电解质和步骤S4中制得的正极电解质均匀涂抹在负极片和正极片上；S6：对涂抹负极电解质和正极电解质的负极片和正极片进行烘干；S7：将上述的固态电解质置于负极片和正极片之间，操作简单，便于操作人员的操作，有利于固态电解质及全固态锂离子电池的快速推广普及。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低、无污染等优点，在3C产品以及新能源电动汽车、电动自行车方面被广泛应用。但是，目前所使用的锂离子电池普遍采用的有机碳酸酯类液态电解液，存在着漏液、燃烧、爆炸等危险。对这些问题，未来对高安全性、高比容量、长寿命电池的迫切需求推动了全固态锂电池的研发。使用固态电解质来代替液态电解液，是提高锂离子电池安全性有有效途径之一。
固态电池与传统锂离子电池并无本质区别，只是将电解液替换为固态电解质，现有的固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法操作复杂，不便于操作人员的操作，不利于固态电解质及全固态锂离子电池的快速推广普及。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
1)固态电解质制备，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的无机电解质原料和稀有金属原料；
S2：将步骤S1中称取的无机电解质原料和稀有金属原料倒入球磨机中进行研磨加工，研磨时间为30-45min，进一步将原料从球磨机中取出；
S3：将步骤S2中研磨完成后的原料加入二次蒸馏水中，并对加入原料的二次蒸馏水进行搅拌混合，搅拌转速为800-1200r/min，搅拌时间为30-45min；
S4：进一步在步骤S3中搅拌后的溶液中加入分散剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为900-1000r/min，搅拌时间为30-45min，从而使原料在蒸馏水中的均匀分布；
S5：进一步在步骤S4中搅拌后的溶液中加入增稠剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为900-1200r/min，搅拌时间为40-50min，对溶液的稠度进行调节；
S6：进一步将步骤S5中稠度调节完成后的混合液倒出，混合液在自身重力的作用下流延成型；
S7：利用干燥风机等对步骤S6中流延成型的混合液进行干燥；
S8：对步骤S7中干燥完成后薄膜进行裁剪，从而得到无机电解质层；
S9：进一步称取一定重量的有机电解质和锂盐原料；
S10：将有机电解质和锂盐原料加入二次蒸馏水中，并进一步加入分散剂和增稠剂，保证了有机电解质和锂盐原料的均匀分布和浆料稠度的调节，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1000-1300r/min，搅拌时间为20-30min，从而制得混合浆料；
S11：将步骤S10中的混合浆料均匀涂抹在无机电解质层两侧，进一步将其放置在烘干箱中，烘干温度为60-80℃，烘干时长为15-20min，从而最终形成固态电解质；
2)全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的负极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间为20-40min；
S2：在步骤S1中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S3：称取一定重量的正极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为700-800r/min，搅拌时间为30-40min；
S4：在步骤S3中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S5：将步骤S2中制得的负极电解质和步骤S4中制得的正极电解质均匀涂抹在负极片和正极片上；
S6：进一步对涂抹负极电解质和正极电解质的负极片和正极片进行烘干，烘干温度为50-80℃，烘干时间为15-30min；
S7：进一步将上述的固态电解质置于负极片和正极片之间，从而实现全固态锂离子电池的制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法操作简单，便于操作人员的操作，有利于固态电解质及全固态锂离子电池的快速推广普及。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
1)固态电解质制备，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的无机电解质原料和稀有金属原料；
S2：将步骤S1中称取的无机电解质原料和稀有金属原料倒入球磨机中进行研磨加工，研磨时间为30-45min，进一步将原料从球磨机中取出；
S3：将步骤S2中研磨完成后的原料加入二次蒸馏水中，并对加入原料的二次蒸馏水进行搅拌混合，搅拌转速为800-1200r/min，搅拌时间为30-45min；
S4：进一步在步骤S3中搅拌后的溶液中加入分散剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为900-1000r/min，搅拌时间为30-45min，从而使原料在蒸馏水中的均匀分布；
S5：进一步在步骤S4中搅拌后的溶液中加入增稠剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为900-1200r/min，搅拌时间为40-50min，对溶液的稠度进行调节；
S6：进一步将步骤S5中稠度调节完成后的混合液倒出，混合液在自身重力的作用下流延成型；
S7：利用干燥风机等对步骤S6中流延成型的混合液进行干燥；
S8：对步骤S7中干燥完成后薄膜进行裁剪，从而得到无机电解质层；
S9：进一步称取一定重量的有机电解质和锂盐原料；
S10：将有机电解质和锂盐原料加入二次蒸馏水中，并进一步加入分散剂和增稠剂，保证了有机电解质和锂盐原料的均匀分布和浆料稠度的调节，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1000-1300r/min，搅拌时间为20-30min，从而制得混合浆料；
S11：将步骤S10中的混合浆料均匀涂抹在无机电解质层两侧，进一步将其放置在烘干箱中，烘干温度为60-80℃，烘干时长为15-20min，从而最终形成固态电解质；
2)全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的负极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速
为600-800r/min，搅拌时间为20-40min；
S2：在步骤S1中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S3：称取一定重量的正极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速
为700-800r/min，搅拌时间为30-40min；
S4：在步骤S3中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S5：将步骤S2中制得的负极电解质和步骤S4中制得的正极电解质均匀涂抹在负极片
和正极片上；
S6：进一步对涂抹负极电解质和正极电解质的负极片和正极片进行烘干，烘干温度为50-80℃，烘干时间为15-30min；
S7：进一步将上述的固态电解质置于负极片和正极片之间，从而实现全固态锂离子电池的制备。
所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂。
实施例一
一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
1)固态电解质制备，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的无机电解质原料和稀有金属原料；
S2：将步骤S1中称取的无机电解质原料和稀有金属原料倒入球磨机中进行研磨加工，研磨时间为30min，进一步将原料从球磨机中取出；
S3：将步骤S2中研磨完成后的原料加入二次蒸馏水中，并对加入原料的二次蒸馏水进行搅拌混合，搅拌转速为800r/min，搅拌时间为30min；
S4：进一步在步骤S3中搅拌后的溶液中加入分散剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为900r/min，搅拌时间为30min，从而使原料在蒸馏水中的均匀分布；
S5：进一步在步骤S4中搅拌后的溶液中加入增稠剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为900r/min，搅拌时间为40min，对溶液的稠度进行调节；
S6：进一步将步骤S5中稠度调节完成后的混合液倒出，混合液在自身重力的作用下流延成型；
S7：利用干燥风机等对步骤S6中流延成型的混合液进行干燥；
S8：对步骤S7中干燥完成后薄膜进行裁剪，从而得到无机电解质层；
S9：进一步称取一定重量的有机电解质和锂盐原料；
S10：将有机电解质和锂盐原料加入二次蒸馏水中，并进一步加入分散剂和增稠剂，保证了有机电解质和锂盐原料的均匀分布和浆料稠度的调节，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1000r/min，搅拌时间为20min，从而制得混合浆料；
S11：将步骤S10中的混合浆料均匀涂抹在无机电解质层两侧，进一步将其放置在烘干箱中，烘干温度为60℃，烘干时长为15min，从而最终形成固态电解质；
2)全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的负极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为600r/min，搅拌时间为20min；
S2：在步骤S1中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S3：称取一定重量的正极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为700r/min，搅拌时间为30min；
S4：在步骤S3中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S5：将步骤S2中制得的负极电解质和步骤S4中制得的正极电解质均匀涂抹在负极片和正极片上；
S6：进一步对涂抹负极电解质和正极电解质的负极片和正极片进行烘干，烘干温度为50℃，烘干时间为15min；
S7：进一步将上述的固态电解质置于负极片和正极片之间，从而实现全固态锂离子电池的制备。
实施例二
一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
1)固态电解质制备，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的无机电解质原料和稀有金属原料；
S2：将步骤S1中称取的无机电解质原料和稀有金属原料倒入球磨机中进行研磨加工，研磨时间为45min，进一步将原料从球磨机中取出；
S3：将步骤S2中研磨完成后的原料加入二次蒸馏水中，并对加入原料的二次蒸馏水进行搅拌混合，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为45min；
S4：进一步在步骤S3中搅拌后的溶液中加入分散剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为1000r/min，搅拌时间为45min，从而使原料在蒸馏水中的均匀分布；
S5：进一步在步骤S4中搅拌后的溶液中加入增稠剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为50min，对溶液的稠度进行调节；
S6：进一步将步骤S5中稠度调节完成后的混合液倒出，混合液在自身重力的作用下流延成型；
S7：利用干燥风机等对步骤S6中流延成型的混合液进行干燥；
S8：对步骤S7中干燥完成后薄膜进行裁剪，从而得到无机电解质层；
S9：进一步称取一定重量的有机电解质和锂盐原料；
S10：将有机电解质和锂盐原料加入二次蒸馏水中，并进一步加入分散剂和增稠剂，保证了有机电解质和锂盐原料的均匀分布和浆料稠度的调节，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1300r/min，搅拌时间为30min，从而制得混合浆料；
S11：将步骤S10中的混合浆料均匀涂抹在无机电解质层两侧，进一步将其放置在烘干箱中，烘干温度为80℃，烘干时长为20min，从而最终形成固态电解质；
2)全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的负极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌
转速为800r/min，搅拌时间为40min；
S2：在步骤S1中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S3：称取一定重量的正极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌
转速为800r/min，搅拌时间为40min；
S4：在步骤S3中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S5：将步骤S2中制得的负极电解质和步骤S4中制得的正极电解质均匀涂抹在负
极片和正极片上；
S6：进一步对涂抹负极电解质和正极电解质的负极片和正极片进行烘干，烘干温
度为80℃，烘干时间为30min；
S7：进一步将上述的固态电解质置于负极片和正极片之间，从而实现全固态锂离子电池的制备。
实施例三
一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
1)固态电解质制备，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的无机电解质原料和稀有金属原料；
S2：将步骤S1中称取的无机电解质原料和稀有金属原料倒入球磨机中进行研磨加工，研磨时间为40min，进一步将原料从球磨机中取出；
S3：将步骤S2中研磨完成后的原料加入二次蒸馏水中，并对加入原料的二次蒸馏水进行搅拌混合，搅拌转速为1000r/min，搅拌时间为40min；
S4：进一步在步骤S3中搅拌后的溶液中加入分散剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为950r/min，搅拌时间为40min，从而使原料在蒸馏水中的均匀分布；
S5：进一步在步骤S4中搅拌后的溶液中加入增稠剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为1000r/min，搅拌时间为45min，对溶液的稠度进行调节；
S6：进一步将步骤S5中稠度调节完成后的混合液倒出，混合液在自身重力的作用下流延成型；
S7：利用干燥风机等对步骤S6中流延成型的混合液进行干燥；
S8：对步骤S7中干燥完成后薄膜进行裁剪，从而得到无机电解质层；
S9：进一步称取一定重量的有机电解质和锂盐原料；
S10：将有机电解质和锂盐原料加入二次蒸馏水中，并进一步加入分散剂和增稠剂，保证了有机电解质和锂盐原料的均匀分布和浆料稠度的调节，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1100r/min，搅拌时间为25min，从而制得混合浆料；
S11：将步骤S10中的混合浆料均匀涂抹在无机电解质层两侧，进一步将其放置在烘干箱中，烘干温度为70℃，烘干时长为18min，从而最终形成固态电解质；
2)全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的负极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为700r/min，搅拌时间为30min；
S2：在步骤S1中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S3：称取一定重量的正极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为750r/min，搅拌时间为35min；
S4：在步骤S3中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S5：将步骤S2中制得的负极电解质和步骤S4中制得的正极电解质均匀涂抹在负极片和正极片上；
S6：进一步对涂抹负极电解质和正极电解质的负极片和正极片进行烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为20min；
S7：进一步将上述的固态电解质置于负极片和正极片之间，从而实现全固态锂离子电池的制备。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于：其制备方法步骤如下：
1)固态电解质制备，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的无机电解质原料和稀有金属原料；
S2：将步骤S1中称取的无机电解质原料和稀有金属原料倒入球磨机中进行研磨加工，研磨时间为30-45min，进一步将原料从球磨机中取出；
S3：将步骤S2中研磨完成后的原料加入二次蒸馏水中，并对加入原料的二次蒸馏水进行搅拌混合，搅拌转速为800-1200r/min，搅拌时间为30-45min；
S4：进一步在步骤S3中搅拌后的溶液中加入分散剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为900-1000r/min，搅拌时间为30-45min，从而使原料在蒸馏水中的均匀分布；
S5：进一步在步骤S4中搅拌后的溶液中加入增稠剂，进一步进行搅拌混合，搅拌转速为900-1200r/min，搅拌时间为40-50min，对溶液的稠度进行调节；
S6：进一步将步骤S5中稠度调节完成后的混合液倒出，混合液在自身重力的作用下流延成型；
S7：利用干燥风机等对步骤S6中流延成型的混合液进行干燥；
S8：对步骤S7中干燥完成后薄膜进行裁剪，从而得到无机电解质层；
S9：进一步称取一定重量的有机电解质和锂盐原料；
S10：将有机电解质和锂盐原料加入二次蒸馏水中，并进一步加入分散剂和增稠剂，保证了有机电解质和锂盐原料的均匀分布和浆料稠度的调节，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1000-1300r/min，搅拌时间为20-30min，从而制得混合浆料；
S11：将步骤S10中的混合浆料均匀涂抹在无机电解质层两侧，进一步将其放置在烘干箱中，烘干温度为60-80℃，烘干时长为15-20min，从而最终形成固态电解质；
2)全固态锂离子电池的制备方法，其制备方法步骤如下：
S1：称取一定重量的负极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间为20-40min；
S2：在步骤S1中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S3：称取一定重量的正极活性材料和导电剂，进一步利用搅拌机进行搅拌，搅拌转速为700-800r/min，搅拌时间为30-40min；
S4：在步骤S3中加入增稠剂，进一步利用搅拌机进行搅拌；
S5：将步骤S2中制得的负极电解质和步骤S4中制得的正极电解质均匀涂抹在负极片和正极片上；
S6：进一步对涂抹负极电解质和正极电解质的负极片和正极片进行烘干，烘干温度为50-80℃，烘干时间为15-30min；
S7：进一步将上述的固态电解质置于负极片和正极片之间，从而实现全固态锂离子电池的制备。
2.根据权利要求1所述的固态电解质及全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂。
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