CN117276686A - 一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固态锂电池技术领域，具体是一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，包括配置含有路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂；制备原位聚合液；制备预聚合隔膜；制备未进行阳离子原位聚合的固态电芯；制备基于阳离子原位聚合的固态电池；其中，含有路易斯酸锂盐的引发剂组成成分为：19~29wt%的路易斯酸锂盐、70~79wt%的极性溶剂以及1~2wt%的成膜添加剂。本发明在应用时所制备的基于阳离子原位聚合固态电池电化学性能更优，且制备工艺简单。

Description

一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法
技术领域
本发明涉及固态锂电池技术领域，具体是一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法。
背景技术
传统锂离子电池在过去几十年中在便携式电子设备和电动汽车中得到了广泛应用。然而，目前商用锂离子电池通常采用液态电解质，易燃易爆，存在泄漏和热失控的安全隐患。 同时，石墨基锂离子电池能量密度有限，随着对高能量密度电池的需求不断增长，传统锂电池的性能已经不能满足现有的需求。在此背景下，固态电池应运而生，它采用固态电解质取代液态电解质，不仅避免了液态电解质的安全隐患，而且还具有更高的能量密度和更长的循环寿命。然而，固态电池的制造成本较高，且技术成熟度尚待提高。
原位聚合技术为固态电池的研发提供了新的可能。通过原位聚合，可以在电池内部直接生成固态电解质，避免了额外的制造步骤和成本。这种方法不仅降低了固态电池的制造成本，而且还为实现高性能固态电池提供了新的技术路径。通过原位聚合技术，固态电池的制造变得更为简单和经济，为固态电池的商业化应用奠定了基础。
根据现有技术的记载，原位聚合按聚合机制可分为自由基聚合和离子聚合两大类。常见自由基聚合利用引发剂在一定条件下分解生成具有未配对电子的自由基，从而引发聚合单体进行聚合反应，其缺点在于难以精确控制分子量和分子量分布，可能会导致不受控的反应和副反应。阳离子聚合的引发通常通过添加酸、路易斯酸或其他阳离子生成剂来实现。这些引发剂能够从单体分子中移除一个电子，生成一个阳离子活性中心，从而启动聚合反应，其缺点在于对于聚合条件敏感，条件较为苛刻。且两种聚合方式的引发剂活性较高，储存时间短，并且均存在离子电导率较低，电化学窗口较窄等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供了一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，该方法所制备阳离子原位聚合固态电池离子电导率更高、电化学窗口更宽、引发剂存储时间更长，制备工艺简便，电化学性能更优。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：
一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，包括以下步骤：步骤1：配置含有路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂；步骤2：将步骤1中得到的含路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂混合得到原位聚合液，其中，含路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂的体积比为（1~5）：1；步骤3：按2~10μL/cm2的添加比例将步骤2中得到的原位聚合液注入支撑隔膜，对隔膜进行预聚合，在常温下进行阳离子聚合，静置后获得预聚合隔膜；步骤4：将正极极片、预聚合隔膜和负极极片按顺序进行软包电池叠片，并将其进行极耳焊接和铝塑膜热封获得未进行阳离子原位聚合的固态电芯；步骤5：按2~6 Ah/g的添加比例将步骤2中得到的原位聚合液注入未进行阳离子原位聚合的固态电芯，在常温下进行阳离子聚合，静置2~10小时后制得基于阳离子原位聚合的固态电池；其中，含有路易斯酸锂盐的引发剂组成成分为：19~29wt%的路易斯酸锂盐、70~79wt%的极性溶剂以及1~2wt%的成膜添加剂。
在现有技术中，原位聚合按聚合机制可分为自由基聚合和离子聚合两大类。在采用自由基聚合方式制备固态电池时，由于难以精确控制分子量和分子量分布，可能会导致不受控的反应和副反应，而阳离子聚合对于聚合条件敏感，聚合条件较为苛刻，同时，两种聚合方式的引发剂活性均较高，存储时间短，并且制得的固态电池均存在离子电导率较低、电化学窗口较窄等问题。
基于上述现有技术中存在的问题，本申请提供了一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，该方法采用路易斯酸锂盐作为引发剂，利用路易斯酸锂盐能引发进行阳离子聚合的特性，引发单体进行原位聚合，在聚合过程中，锂盐既是引发剂，也是锂源，聚合反应中不会出现副反应或副产物影响电池性能，从而避免了使用偶氮二异丁腈等类型的引发剂在进行自由基聚合反应后产生的大量副反应产物影响固态电池电化学性能；同时，通过将路易斯酸锂盐引发剂配置成溶液的形式进行保存，能够有效避免引发剂失活，不能长时间储存的问题；在本发明中锂盐浓度相较于常规原位聚合方式更高，使得本发明所制得的固态电池对锂离子的传输能力有大幅度的提升。在本发明的路易斯酸锂盐引发剂中还添加有成膜添加剂，利用成膜添加剂的特性，在聚合高分子内部形成固态电解质膜，能有效的将锂盐锁在高分子内部，避免锂盐在循环中的损失，从而提高电池的循环性能。在本发明中，通过路易斯酸锂盐引发剂引发聚合单体溶剂聚合，最后形成聚合高分子，其相比于常规电解液中的有机溶剂来说分解电压更高，因而使得本发明所制得的固态电池电化学窗口更宽。
进一步的，所述步骤1具体为：步骤1.1：取70~79wt%的极性溶剂以及1~2wt%的成膜添加剂均匀搅拌混合，在混合溶剂中加入分子筛去除溶剂中的微量水，静置后得到除水引发剂；步骤1.2：在步骤1.1中获得的除水引发剂中加入19~29wt%的路易斯酸锂盐，搅拌均匀后得到含路易斯酸锂盐的引发剂，放置备用；步骤1.3：在聚合单体溶剂中加入分子筛去除溶剂中的微量水，静置后得到除水聚合单体溶剂，在常温下保存备用。
在一种可能的实现方式中，所述极性溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、乙二醇二甲醚(DME)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)中的一种或至少两种的组合。
在一种可能的实现方式中，所述成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯（VC）中的一种或两种的组合。
在一种可能的实现方式中，所述路易斯酸锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、四氟化铝锂(LiAlF4)、四氟硼酸锂(LiBF4)中的一种或至少两种的组合。
在一种可能的实现方式中，所述聚合单体溶剂为含有环醚结构以及带氰基结构的有机溶剂，聚合单体具体为1,3-二氧杂环戊烷（DOL）、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚（TTE）、1,3,5-三噁烷（TXE）、氰基聚乙烯醇（PVA-CN）中的任意一种。
在一种可能的实现方式中，所述支撑隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯-聚丙烯复合膜、聚酰亚胺隔膜、聚酰胺隔膜、电纺聚偏氟乙烯隔膜中的任意一种。
在一种可能的实现方式中，所述正极极片为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料中的任意一种。
在一种可能的实现方式中，所述负极极片为碳基负极、硅基负极、钛酸锂、新型负极材料中的任意一种，其中，新型负极材料具体为锡基材料、锂金属及其合金化合物。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
（1）本发明利用路易斯酸锂盐的特性，引发单体进行原位聚合，在聚合过程中，锂盐既是引发剂，也是锂源，聚合反应中不会出现副反应或副产物影响电池性能；
（2）本发明通过将路易斯酸锂盐引发剂配置成溶液的形式进行保存，能有效避免引发剂失活，不能长时间存储的问题，同时，锂盐浓度也较常规原位聚合方式更高，使其对锂离子的传输能力有大幅度的提升；
（3）本发明通过对支撑隔膜预聚合的方式来降低原位聚合过程中原位聚合液与支撑隔膜之间浸润性问题，有效提升整体浸润效果，优化了截面接触，缩短浸润时间；
（4）本发明在路易斯酸锂盐引发剂中加入成膜添加剂，在循环过程中，高分子聚合物内部会形成一层类似SEI膜的结构，能有效的将内部锂盐锁住，减少循环过程中锂盐的损失，从而达到提升固态电池循环寿命的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的流程框图；
图2为实施例3中聚合单体溶剂与原位聚合液常温下静置6小时后倒置光学图，其中，左侧为聚合单体溶剂，右侧为原位聚合液；
图3为对比例与各实施例离子电导率测试交流阻抗结果示意图；
图4为对比例与各实施例电化学窗口LSV测试结果示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，包括以下步骤：S1：配置含有路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂；S2：制备原位聚合液：将S1中得到的含路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂混合得到原位聚合液，其中，含路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂的体积比为（1~5）：1；S3：制备预聚合隔膜：按2~10μL/cm2的添加比例将S2中得到的原位聚合液注入支撑隔膜，对隔膜进行预聚合，在常温下进行阳离子聚合，静置后获得预聚合隔膜；S4：制备未进行阳离子原位聚合的固态电芯：将正极极片、预聚合隔膜和负极极片按顺序进行软包电池叠片，并将其进行极耳焊接和铝塑膜热封获得未进行阳离子原位聚合的固态电芯；S5：制备基于阳离子原位聚合的固态电池：按2~6 Ah/g的添加比例将S2中得到的原位聚合液注入未进行阳离子原位聚合的固态电芯，在常温下进行阳离子聚合，静置2~10小时后制得基于阳离子原位聚合的固态电池；其中，含有路易斯酸锂盐的引发剂组成成分为：19~29wt%的路易斯酸锂盐、70~79wt%的极性溶剂以及1~2wt%的成膜添加剂。
在现有技术中，原位聚合按聚合机制可分为自由基聚合和离子聚合两大类。在采用自由基聚合方式制备固态电池时，由于难以精确控制分子量和分子量分布，可能会导致不受控的反应和副反应，而阳离子聚合对于聚合条件敏感，聚合条件较为苛刻，同时，两种聚合方式的引发剂活性均较高，存储时间短，并且制得的固态电池均存在离子电导率较低、电化学窗口较窄等问题。
基于上述现有技术中存在的问题，本申请提供了一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，该方法采用路易斯酸锂盐作为引发剂，利用路易斯酸锂盐能引发进行阳离子聚合的特性，引发单体进行原位聚合，在聚合过程中，锂盐既是引发剂，也是锂源，聚合反应中不会出现副反应或副产物影响电池性能，从而避免了使用偶氮二异丁腈等类型的引发剂在进行自由基聚合反应后产生的大量副反应产物影响固态电池电化学性能；同时，通过将路易斯酸锂盐引发剂配置成溶液的形式进行保存，能够有效避免引发剂失活，不能长时间储存的问题；在本实施例中锂盐浓度相较于常规原位聚合方式更高，使得本实施例所制得的固态电池对锂离子的传输能力有大幅度的提升。在本实施例的路易斯酸锂盐引发剂中还添加有成膜添加剂，利用成膜添加剂的特性，在聚合高分子内部形成固态电解质膜，能有效的将锂盐锁在高分子内部，避免锂盐在循环中的损失，从而提高电池的循环性能。在本实施例中，通过路易斯酸锂盐引发剂引发聚合单体溶剂聚合，最后形成聚合高分子，其相比于常规电解液中的有机溶剂来说分解电压更高，因而使得本实施例所制得的固态电池电化学窗口更宽。
进一步的，所述步骤S1具体为：步骤S1.1：取70~79wt%的极性溶剂以及1~2wt%的成膜添加剂均匀搅拌混合，在混合溶剂中加入分子筛去除溶剂中的微量水，静置后得到除水引发剂；步骤S1.2：在步骤S1.1中获得的除水引发剂中加入19~29wt%的路易斯酸锂盐，搅拌均匀后得到含路易斯酸锂盐的引发剂，放置备用；步骤S1.3：在聚合单体溶剂中加入分子筛去除溶剂中的微量水，静置后得到除水聚合单体溶剂，在常温下保存备用。
在一种可能的实现方式中，所述极性溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、乙二醇二甲醚(DME)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)中的一种或至少两种的组合。
在一种可能的实现方式中，所述成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯（VC）中的一种或两种的组合。
在一种可能的实现方式中，所述路易斯酸锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、四氟化铝锂(LiAlF4)、四氟硼酸锂(LiBF4)中的一种或至少两种的组合。
在一种可能的实现方式中，所述聚合单体溶剂为含有环醚结构以及带氰基结构的有机溶剂，聚合单体具体为1,3-二氧杂环戊烷（DOL）、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚（TTE）、1,3,5-三噁烷（TXE）、氰基聚乙烯醇（PVA-CN）中的任意一种。
在一种可能的实现方式中，所述支撑隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯-聚丙烯复合膜、聚酰亚胺隔膜、聚酰胺隔膜、电纺聚偏氟乙烯隔膜中的任意一种。
在一种可能的实现方式中，所述正极极片为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料中的任意一种。
在一种可能的实现方式中，所述负极极片为碳基负极、硅基负极、钛酸锂、新型负极材料中的任意一种，其中，新型负极材料具体为锡基材料、锂金属及其合金化合物。
为了更好的对本方案基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法进行理解和阐述，下面结合具体实施例对本方案做进一步的说明。
实施例1：
一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：配置含路易斯酸锂盐引发剂的溶剂以及聚合单体溶剂；
步骤S1.1选取碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯按体积比1：1配置混合极性溶剂。将70wt%混合极性溶剂与1.5wt%氟代碳酸乙烯酯进行均匀搅拌混合后，在溶液中加入分子筛以去除溶剂中的微量水，静置后得到除水引发剂路易斯酸锂盐溶剂；
步骤S1.2选取六氟磷酸锂作为锂盐，在步骤S1.1获得的除水引发剂路易斯酸锂盐溶剂中加入28.5wt%的路易斯酸锂盐，搅拌均匀后得到含路易斯酸锂盐的引发剂，放置备用。
步骤S1.3聚合单体选用氰基聚乙烯醇，在聚合单体溶剂中加入分子筛以去除溶剂中的微量水，静置后得到除水聚合单体溶剂，在常温下保存备用。
步骤S2：将上述步骤S1中获得的含路易斯酸锂盐引发剂与除水聚合单体溶剂按体积比2：1进行混合得到原位聚合液；
步骤S3：选用电纺聚偏氟乙烯隔膜，按2μL/cm2的添加比例将步骤S2中得到的原位聚合液注入电纺聚偏氟乙烯隔膜，对隔膜进行预聚合，在常温下进行阳离子聚合，静置后获得预聚合隔膜。
步骤S4：将NCM811正极极片，步骤S3获得的预聚合隔膜，硅碳负极极片按顺序进行软包电池叠片，并将其进行极耳焊接和铝塑膜热封获得未进行阳离子原位聚合的固态电芯；
步骤S5：按2 Ah/g的添加比例将步骤S2中得到的原位聚合液注入未进行阳离子原位聚合的固态电芯，在常温下进行阳离子聚合，静置10小时后完成基于阳离子原位聚合固态电池的制备。
实施例2：
一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：配置含路易斯酸锂盐引发剂的溶剂以及聚合单体溶剂；
S1.1选取碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯与碳酸甲乙酯按体积比1：1：1配置混合极性溶剂。将79wt%混合极性溶剂与2wt%氟代碳酸乙烯酯进行均匀搅拌混合后，在溶液中加入分子筛以去除溶剂中的微量水，静置后得到除水引发剂路易斯酸锂盐溶剂；
S1.2选取四氟化铝锂为锂盐，在步骤S1.1获得的除水引发剂路易斯酸锂盐溶剂中加入19wt%的路易斯酸锂盐，搅拌均匀后得到含路易斯酸锂盐的引发剂，放置备用。
S1.3聚合单体选用三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，在聚合单体溶剂中加入分子筛以去除溶剂中的微量水，静置后得到除水聚合单体溶剂，在常温下保存备用。
步骤S2：将上述步骤S1中获得的含路易斯酸锂盐引发剂与除水聚合单体溶剂按体积比1：1进行混合得到原位聚合液；
步骤S3：选用聚丙烯隔膜，按4μL/cm2的添加比例将步骤S2中得到的原位聚合液注入聚丙烯隔膜，对隔膜进行预聚合，在常温下进行阳离子聚合，静置后获得预聚合隔膜。
步骤S4：将NCM622正极极片，步骤S3获得的预聚合隔膜，石墨负极极片按顺序进行软包电池叠片，并将其进行极耳焊接和铝塑膜热封获得未进行阳离子原位聚合的固态电芯；
步骤S5：按3 Ah/g的添加比例将步骤S2中得到的原位聚合液注入未进行阳离子原位聚合的固态电芯，在常温下进行阳离子聚合，静置10小时后完成基于阳离子原位聚合固态电池的制备。
实施例3：
一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：配置含路易斯酸锂盐引发剂的溶剂以及聚合单体溶剂；
S1.1选取碳酸乙烯酯与碳酸甲乙酯按体积比3：7配置混合极性溶剂。将73wt%混合极性溶剂与2wt%碳酸亚乙烯酯进行均匀搅拌混合后，在溶液中加入分子筛以去除溶剂中的微量水，静置后得到除水引发剂路易斯酸锂盐溶剂；
S1.2选取四氟硼酸锂与六氟磷酸锂为锂盐（质量比为3:7），在步骤S1.1获得的除水引发剂路易斯酸锂盐溶剂中加入25wt%的路易斯酸锂盐，搅拌均匀后得到含路易斯酸锂盐的引发剂，放置备用。
S1.3聚合单体选用1,3-二氧杂环戊烷，在聚合单体溶剂中加入分子筛以去除溶剂中的微量水，静置后得到除水聚合单体溶剂，在常温下保存备用。
步骤S2：将上述步骤S1中获得的含路易斯酸锂盐引发剂与除水聚合单体溶剂按体积比3：1进行混合得到原位聚合液；
步骤S3：选用聚丙烯隔膜，按5μL/cm2的添加比例将步骤S2中得到的原位聚合液注入聚丙烯隔膜，对隔膜进行预聚合，在常温下进行阳离子聚合，静置后获得预聚合隔膜。
步骤S4：将NCM622正极极片，步骤S3获得的预聚合隔膜，石墨负极极片按顺序进行软包电池叠片，并将其进行极耳焊接和铝塑膜热封获得未进行阳离子原位聚合的固态电芯；
步骤S5：按4 Ah/g的添加比例将步骤S2中得到的原位聚合液注入未进行阳离子原位聚合的固态电芯，在常温下进行阳离子聚合，静置6小时后完成基于阳离子原位聚合固态电池的制备。
对比例：
为了体现采用本方案制备方法所制备的基于阳离子原位聚合固态电池较常规有机电解液的优势，以商业电解液LB002替换原位聚合液，与上述三个实施例相比，省略原位聚合液及隔膜的制备过程，即省略步骤S1-S3，采用现有的电解液及隔膜制备对比样电池：将NCM811正极极片、电纺聚偏氟乙烯隔膜、硅碳负极极片按顺序进行软包电池叠片，并将其进行极耳焊接和铝塑膜热封获得未注液电芯，之后按2Ah/g的添加比例将基础电解液LB002注入固态电芯，静置10小时后完成对比样电池的制备。
区别于实施例1-3，对比例采用基础电解液LB002制备固态电池，对比例与实施例1-3相关电化学性能对比结果如下表1所示：
表1：对比例与实施例1-3的离子电导率、电化学窗口和循环性能
如图3所示为对比例与实施例1-3离子电导率测试交流阻抗结果示意图，表1中离子电导率由图3中EIS结果结合离子电导率公式计算所得，从表1中可以看出，采用本申请提供的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法所制备的固态电池，与常规基础电解液相比，由于在制备过程中原位聚合没有副产物的影响，同时通过路易斯酸锂盐引发剂引发后形成高分子聚合物，内部存在聚合物网络，这些聚合物网络提供了有利于离子迁移的通道，而这些通道可以高效地传导离子，从而使得离子电导率有较大提升，解决了原位聚合方式所带来的离子电导率较低的缺点。图4所示为对比例与实施例1-3电化学窗口LSV测试结果示意图，结合表1和图4中电化学窗口LSV的测试结果，原位聚合后高分子电解质有效的提升了电化学窗口。由于原位聚合后形成聚合高分子，相较于常规电解液中的有机溶剂来说，其具有更高的分解电压，因而最终制备的固态电池电化学窗口更宽，使得本方法制备的基于阳离子原位聚合固态电池可以适配不同电压平台的正负极材料。此外，从表1中可以看出，本方法所制备的基于阳离子原位聚合固态电池相较于常规基础电解液，其循环性能更好。由于原位聚合液中成膜添加剂的存在，使得电池循环过程中在聚合物内部形成类似SEI膜的牢笼结构，能有效的避免循环过程中锂盐的损失，从而达到提升循环性能的目的。
如图2所示为实施例3中聚合单体溶剂与原位聚合液常温下静置6小时后倒置光学图，其中，左侧为聚合单体溶剂，右侧为原位聚合液。从图2中可以看出，在常态下聚合单体为液态，在加入路易斯酸锂盐引发剂后引发聚合单体聚合，从而呈现为固态。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：配置含有路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂；
步骤2：将步骤1中得到的含路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂混合得到原位聚合液，其中，含路易斯酸锂盐的引发剂和除水聚合单体溶剂的体积比为（1~5）：1；
步骤3：按2~10μL/cm2的添加比例将步骤2中得到的原位聚合液注入支撑隔膜，对隔膜进行预聚合，在常温下进行阳离子聚合，静置后获得预聚合隔膜；
步骤4：将正极极片、预聚合隔膜和负极极片按顺序进行软包电池叠片，并将其进行极耳焊接和铝塑膜热封获得未进行阳离子原位聚合的固态电芯；
步骤5：按2~6 Ah/g的添加比例将步骤2中得到的原位聚合液注入未进行阳离子原位聚合的固态电芯，在常温下进行阳离子聚合，静置2~10小时后制得基于阳离子原位聚合的固态电池；
其中，含有路易斯酸锂盐的引发剂组成成分为：19~29wt%的路易斯酸锂盐、70~79wt%的极性溶剂以及1~2wt%的成膜添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体为：
步骤1.1：取70~79wt%的极性溶剂以及1~2wt%的成膜添加剂均匀搅拌混合，在混合溶剂中加入分子筛去除溶剂中的微量水，静置后得到除水引发剂；
步骤1.2：在步骤1.1中获得的除水引发剂中加入19~29wt%的路易斯酸锂盐，搅拌均匀后得到含路易斯酸锂盐的引发剂，放置备用；
步骤1.3：在聚合单体溶剂中加入分子筛去除溶剂中的微量水，静置后得到除水聚合单体溶剂，在常温下保存备用。
3.根据权利要求1所述的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、乙二醇二甲醚(DME)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)中的一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，所述成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯（VC）中的一种或两种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，所述路易斯酸锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、四氟化铝锂(LiAlF4)、四氟硼酸锂(LiBF4)中的一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，所述聚合单体溶剂为含有环醚结构以及带氰基结构的有机溶剂，聚合单体具体为1,3-二氧杂环戊烷（DOL）、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚（TTE）、1,3,5-三噁烷（TXE）、氰基聚乙烯醇（PVA-CN）中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，所述支撑隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯-聚丙烯复合膜、聚酰亚胺隔膜、聚酰胺隔膜、电纺聚偏氟乙烯隔膜中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，所述正极极片为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种基于阳离子原位聚合固态电池的制备方法，其特征在于，所述负极极片为碳基负极、硅基负极、钛酸锂、新型负极材料中的任意一种，其中，新型负极材料具体为锡基材料、锂金属及其合金化合物。
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