本发明专利技术涉及一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法包括步骤S11，提供所需形状正极极片、负极极片；步骤S12，提供凝胶电解质前驱液；步骤S13，将凝胶电解质前驱液形成于正极极片负极极片双面上，在正极极片和负极极片上原位生成凝胶电解质膜，获得正极复合体和负极复合体；步骤S14，悬挂固定前述的正极复合体及负极复合体，并移动所述正极复合体和负极复合体进行贴合叠片，获得电池裸电芯；及步骤S15，将所述凝胶聚合物电芯经过处理后得到成型的凝胶聚合物锂离子电池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种凝胶聚合物锂离子电池及其制备方法与叠片装置。
技术介绍
锂离子电池因具有工作电压高、循环寿命长、能量密度高、体积小、重量轻、污染小等优点，在移动电话、笔记本电脑等便携式电子产品及电动汽车等交通工具以及航天航空、医学等领域得到了广泛的开发与应用。传统的液态锂离子电池存在漏液、易燃和易爆等问题，存在安全隐患。凝胶聚合物电解质体系中不存在或存在少量游离态的溶剂，因而不容易产生漏液现象，可以大大降低体系的燃烧性。同时，凝胶聚合物电解质既具有聚合物的良好加工性能，又具有有机液体电解质离子电导率高的性能，因此，由凝胶聚合物电解质取代液态电解质制备成的凝胶聚合物锂离子电池，可以从根本上改善锂离子电池的安全性能，并体现出成本低廉、有利于发展形状可控的锂离子电池等一系列优点。传统上凝胶聚合物电解质膜的制备方法主要有两大类：以Bellcore法、浇注法、延流法、静电纺丝法等为代表的物理交联法，其原理是利用分子链间存在相互作用力而形成聚合物膜，再吸入液体电解质塑化形成凝胶聚合物电解质；以热引发现场聚合及辐射引发聚合为代表的化学交联法，其原理是通过化学键的形成而产生交联，制备凝胶聚合物电解质。现有聚合物成膜、造孔剂萃出和电解液浸渍等工序十分复杂，正负极分开制作，延长了生产周期，生产效率低，不利于高效大规模生产。
技术实现思路
为克服现有制备电池生产效率低的技术问题，本专利技术提供一种凝胶聚合物锂离子电池及其制备方法与叠片装置。本专利技术解决技术问题的技术方案是提供一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，包括步骤S11，提供所需形状正极极片、负极极片；步骤S12，提供凝胶电解质前驱液；步骤S13，将凝胶电解质前驱液形成于正极极片负极极片双面上，在正极极片和负极极片上原位生成凝胶电解质膜，获得正极复合体和负极复合体；步骤S14，悬挂固定前述的正极复合体及负极复合体，并移动所述正极复合体和负极复合体进行贴合叠片，获得电池裸电芯；及步骤S15，将所述凝胶聚合物电芯经过处理后得到成型的凝胶聚合物锂离子电池。优选地，所述在步骤S11中，正极极片双面涂覆钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂，镍钴锰三元正极材料、镍钴铝三元正极材料的任意一种或其组合，负极极片双面涂覆石墨负极材料、钛酸锂、合金类负极材料、过渡金属氧化物负极材料的任意一种或其组合。优选地，所述在步骤S12中，凝胶电解质前驱液为高分子聚合物聚偏氟乙烯溶解于N-甲基吡咯烷酮得到的溶液，与商用电解液的混合溶液。优选地，所述在步骤S12中，凝胶电解质前驱液为高分子聚合物聚丙烯晴溶于有机溶剂二甲基甲酰胺中得到的混合溶液，与六氟磷酸锂溶液的混合溶液；其中六氟磷酸溶液的溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯，对应体积比为1：1：1。优选地，所述在步骤S12中，凝胶电解质前驱液为高分子聚合物聚偏氟乙烯溶解于有机溶剂四氢呋喃中的溶液，与双三氟甲基磺酰亚胺酸锂溶液的混合溶液；其中双三氟甲基磺酰亚胺酸锂溶液的溶剂为碳酸二甲酯、碳酸
二乙酯、碳酸乙烯酯，对应体积比为1：1：1。优选地，所述在步骤S14中，正极极片和负极极片被平行悬挂固定，每个正极极片悬挂于一吊杆上，每个负极极片悬挂另一吊杆上。优选地，所述在步骤S14中，正极极片和负极极片依次交错悬挂排列，且负极极片比正极极片多一片。优选地，所述一种叠片装置包括固定机构，所述固定机构包括至少两个吊杆及多个夹具，夹具与吊杆滑动连接，夹具用于固定正极极片和负极极片，移动固定的正极极片和负极极片，进行贴合叠片。优选地，所述叠片装置进一步包括机械泵、进气口、排气口、气体检测单元及压力传感器；所述机械泵及进气口与制备腔内部连接，通过机械泵对制备腔抽真空，再由进气口对制备腔充入保护气体，采用气体检测单元监测制备腔的气氛，通过调节进气口的保护气体平衡制备腔气氛，并调节压力传感器，控制保护气氛的通入量，通过排气口排除制备腔废气。优选地，所述叠片装置包括提拉镀膜设备。优选地，所述采用一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法制备的锂离子电池包括电池裸电芯、正极极耳及负极极耳，电池裸电芯包括正极复合体与负极复合体，正极复合体与负极复合体分别是正极极片和负极极片与对应极片上原位生成凝胶电解质膜的复合体。与现有技术相比，本专利技术一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法具有以下优点：可以通过设置浸泡提拉次数控制成膜厚度，同时凝胶聚合物电解质膜通过浸泡提拉工艺原位生成，因而凝胶聚合物电解质膜与正极极片和负极极片上兼容性较好，且增强正极极片和负极极片的浸润性，提高凝胶电解质与电极的界面相容性，有利于减小界面电阻，提高锂离子电池的循环充放电容量保持性能。凝胶聚合物锂离子电池的制备方法采用正极极片和负极极片一
次交错平行悬挂，能直接贴合叠片，得到电池裸电芯，缩短了凝胶聚合物锂电池的制备周期，大大提高生产效率，同时采用卷料负极极片浸泡提拉工艺，操作方便，工艺简单，省去了传统锂离子电池卷绕隔膜、注液的工艺流程，节约成本，易于实现凝胶聚合物锂离子电池的大规模生产。【附图说明】图1是本专利技术凝胶聚合物锂离子电池的制备方法采用的叠片装置结构示意图，叠片装置包括固定机构。图2是图1所示固定机构夹持正极极片和负极极片状态示意图。图3是本专利技术凝胶聚合物锂离子电池的制备方法第一实施例制备工艺流程示意图。图4是本专利技术凝胶聚合物锂离子电池的制备方法制备的电池的内部电池裸电芯结构示意图。图5是本专利技术凝胶聚合物锂离子电池的制备方法第二实施例制备工艺流程示意图。图6是本专利技术凝胶聚合物锂离子电池的制备方法第三实施例制备工艺流程示意图。图7是图6所采用的叠片装置局部结构示意图。图8是本专利技术凝胶聚合物锂离子电池的制备方法制备的电池结构示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参考图1-2，本专利技术凝胶聚合物锂离子电池的制备
方法采用的叠片装置100，可以运用于纺织、镀膜、清洗等领域。叠片装置100包括一提拉镀膜设备。本专利技术结合以下具体实施例阐述采用叠片装置100在正负极极片上浸泡提拉镀膜和贴合叠片，制备凝胶聚合物锂离子电池。用于提拉镀膜的叠片装置100，包括固定机构5、一溶液槽7、四面加热机构9、一制备腔2、一基台4、第一电机6、第二电机6'、一压力传感器11、一气体检测单元13、一机械泵15、一排气口17及一进气口19。基台4位于制备腔2下部，溶液槽7位于基台4上，第一电机6控制基台4的上下移动，第二电机6'控制吊杆51的上下移动，基台4和/或吊杆51上下移动使正极极片1和负极极片3被溶液槽7中凝胶电解质前驱液浸润，以及与凝胶电解质前驱液分离。固定机构5包括至少两个吊杆51、多个滑动部件53和多个夹具55，固定机构5是具有支撑载体并连接可移动的固定或夹持物件部件的一套组件，固定机构5包括但不限于带有固定栓、固定螺丝、夹板及夹具的可移动组件，优选吊杆51为两个，两个吊杆51平行独立设置，位于溶液槽7的正上方，其间距为锂离子电池正负极耳之间的距离，多个滑动部件53悬挂在吊杆51上，滑动部件53可以沿部件滑行移动，包括但不限本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于：包括步骤S11，提供所需形状正极极片、负极极片；步骤S12，提供凝胶电解质前驱液；步骤S13，将凝胶电解质前驱液形成于正极极片负极极片双面上，在正极极片和负极极片上原位生成凝胶电解质膜，获得正极复合体和负极复合体；步骤S14，悬挂固定前述的正极复合体及负极复合体，并移动所述正极复合体和负极复合体进行贴合叠片，获得电池裸电芯；及步骤S15，将所述凝胶聚合物电芯经过处理后得到成型的凝胶聚合物锂离子电池。
【技术特征摘要】
1.一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于：包括步骤S11，提供所需形状正极极片、负极极片；步骤S12，提供凝胶电解质前驱液；步骤S13，将凝胶电解质前驱液形成于正极极片负极极片双面上，在正极极片和负极极片上原位生成凝胶电解质膜，获得正极复合体和负极复合体；步骤S14，悬挂固定前述的正极复合体及负极复合体，并移动所述正极复合体和负极复合体进行贴合叠片，获得电池裸电芯；及步骤S15，将所述凝胶聚合物电芯经过处理后得到成型的凝胶聚合物锂离子电池。2.如权利要求1所述的一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于：在步骤S11中，正极极片双面涂覆钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂，镍钴锰三元正极材料、镍钴铝三元正极材料的任意一种或其组合，负极极片双面涂覆石墨负极材料、钛酸锂、合金类负极材料、过渡金属氧化物负极材料的任意一种或其组合。3.如权利要求1所述的一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于：在步骤S12中，凝胶电解质前驱液为高分子聚合物聚偏氟乙烯溶解于N-甲基吡咯烷酮得到的溶液，与商用电解液的混合溶液。4.如权利要求1所述的一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于：在步骤S12中，凝胶电解质前驱液为高分子聚合物聚丙烯晴溶于
\t有机溶剂二甲基甲酰胺中得到的混合溶液，与六氟磷酸锂溶液的混合溶液；其中六氟磷酸溶液的溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯，对应体积比为1：1：1。5.如权利要求1所述的一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于：在步骤S12中，凝胶电解质前驱液为高分子聚合物聚偏氟乙烯溶解于...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏立，向勇，彭晓丽，牟成旭，蒲万锦，贺金味，苏兴，
申请(专利权)人：成都国珈星际固态锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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