The invention discloses a flexible all-solid-state lithium-ion secondary battery and a preparation method thereof. The flexible all-solid-state lithium-ion secondary battery places the positive and negative electrodes or optional ground diaphragms of the lithium-ion secondary battery in a gelable system without forming a solid electrolyte by infiltration or coating, so as to make the positive and negative electrodes surface and inside. The part is infiltrated by the gel system and enters into the gaps in the anode and cathode. After the gel system reaches the solid electrolyte to be solidified, it can form solid electrolytes in situ and on the surface of the anode and cathode plates. The lithium ion sub two batteries prepared by the method can be inside the whole battery. The formation of conductive network can not only greatly reduce the internal resistance of lithium ion secondary batteries, thereby improving the conductivity and rate performance, but also solve the potential safety hazards caused by liquid electrolyte.
【技术实现步骤摘要】
一种柔性全固态锂离子二次电池及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种柔性全固态锂离子二次电池及其制备方法。
技术介绍
科技的进步推动了为日用电子产品提供电能的锂离子二次电池的快速发展，然而，锂离子二次电池在其使用过程中也存在着不可小觑的安全隐患，例如：电解液的泄露、燃烧、爆炸等。电池在满足人类正常生产生活的前提必须是安全的，所以锂离子二次电池的安全性也是广大研究者所探索的热点课题。目前，解决锂离子二次电池电解液泄露的主要解决方法是采用固态电解质，其具有液体电解液无法比拟的优点，很有可能成为解决锂离子二次电池安全问题的技术途径。不仅如此，全固态锂离子二次电池相比于液态锂离子二次电池在拓宽工作温度区间、提高电池能量密度、延长使用寿命等方面均具有巨大的优势。根据固态电解质组分的不同，固态电解质可分为聚合物复合锂离子电解质和全固态薄膜锂离子电解质。其中，聚合物复合锂离子电解质主要采用高分子聚合物与锂盐形成配位结构，从而实现锂离子的传导，为了提高锂离子的导电率往往加入一定量的二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、沸石等无机填料。目前所报道的固态电解...
【技术保护点】
1.一种柔性全固态锂离子二次电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)配制可凝胶体系；2)将负极集流体、负极材料压制成负极后置于步骤1)中的可凝胶体系中浸润；或者将步骤1)中的可凝胶体系涂覆到负极集流体、负极材料压制成的负极表面上；3)将正极集流体、正极材料压制成正极后置于步骤1)中的可凝胶体系中浸润；或者将步骤1)中的可凝胶体系涂覆到正极集流体、正极材料压制成的正极表面上；4)将上述浸润或涂覆后的负极、任选地隔膜、正极在电池压制模具中压制成一体，形成注液前全固态电池，即所述柔性全固态锂离子二次电池；其中，可凝胶体系包括以下组分：锂盐和醚类化合物，所述醚类化合物...
【技术特征摘要】
1.一种柔性全固态锂离子二次电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)配制可凝胶体系；2)将负极集流体、负极材料压制成负极后置于步骤1)中的可凝胶体系中浸润；或者将步骤1)中的可凝胶体系涂覆到负极集流体、负极材料压制成的负极表面上；3)将正极集流体、正极材料压制成正极后置于步骤1)中的可凝胶体系中浸润；或者将步骤1)中的可凝胶体系涂覆到正极集流体、正极材料压制成的正极表面上；4)将上述浸润或涂覆后的负极、任选地隔膜、正极在电池压制模具中压制成一体，形成注液前全固态电池，即所述柔性全固态锂离子二次电池；其中，可凝胶体系包括以下组分：锂盐和醚类化合物，所述醚类化合物选自环状醚类化合物或直链醚类化合物中的一种；体系中可凝胶化的聚合物和/或可凝胶化的预聚物的质量百分含量小于等于1wt％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述柔性全固态锂离子二次电池的制备方法还包括如下步骤：5)向步骤4)的注液前全固态电池中注入步骤1)的可凝胶体系；6)将注入可凝胶体系的全固态电池进行第二次压制，从电池压制模具中取出后，静置，制备得到所述柔性全固态锂离子二次电池。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述可凝胶体系中还包括无机纳米颗粒、其他溶剂和/或电解液、聚酯或其共混物等添加剂中的至少一种。优选地，所述可凝胶体系包括锂盐和醚类化合物，所述醚类化合物选自环状醚类化合物和直链醚类化合物中的一种。优选地，所述可凝胶体系包括锂盐、醚类化合物、以及其他溶剂和/或电解液，所述醚类化合物选自环状醚类化合物和直链醚类化合物中的一种。优选地，所述可凝胶体系包括锂盐、醚类化合物和无机纳米颗粒，所述醚类化合物选自环状醚类化合物和直链醚类化合物中的一种。优选地，所述可凝胶体系包括锂盐、醚类化合物、其他溶剂和/或电解液、以及无机纳米颗粒，所述醚类化合物选自环状醚类化合物和直链醚类化合物中的一种。优选地，所述可凝胶体系包括锂盐、醚类化合物、以及聚酯或其共混物等添加剂，所述醚类化合物选自环状醚类化合物。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述锂盐的质量百分含量大于等于20wt％且小于等于75wt％；所述醚类化合物的质量百分含量大于等于25wt％且小于等于80wt％；所述其他溶剂和/或电解液的质量百分含量大于等于0wt％且小于等于75wt％；所述无机纳米颗粒的质量百分含量大于等于0wt％且小于等于30wt％；所述添加剂的质量百分含量大于等于0wt％且小于等于60wt％。优选地，所述锂盐的质量百分含量大于等于20wt％且小于等于30wt％；所述醚类化合物的质量百分含量大于等于70wt％且小于等于80wt％；所述其他溶剂和/或电解液的质量百分含量大于等于0wt％且小于等于60wt％；所述无机纳米颗粒的质量百分含量大于等于0wt％且小于等于20wt％；所述添加剂的质量百分含量大于等于0wt％且小于等于20wt％。5.根据权利要求1-4所述的制备方法，其特征在于，所述直链醚类化合物的通式如式(1)所示：R1—O—(R2—O)n—R3式(1)其中，n为大于0的整数；R2选自直链或支链的C1-C6的亚烷基、直链或支链的C2-C6的亚烯基；所述R2上的碳原子上的H可以被下述基团中的至少一种取代：烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、环烷基、环烷基氧基、环烷基硫基、杂环基、杂环基氧基、杂环基硫基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、羟基、巯基、硝基、羧基、氨基、酯基、卤素、酰基、醛基；R1和R3相同或不同，彼此独立地选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、炔基中的一种或多种；所述R1和R3的碳原子上的H可以被下述基团中的至少一种取代：烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、环烷基、环烷基氧基、环烷基硫基、杂环基、杂环基氧基、杂环基硫基、芳基、芳基氧基、羟基、巯基、硝基、羧基、氨基、酯基、卤素、酰基、醛基。优选地，n为1～6之间的整数；R2选自直链或支链的C1-C4的亚烷基、直链或支链的C2-C6的亚烯基；R1和R3相同或不同，彼此独立地选自直链或支链的C1-C6的烷基。优选地，R2选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、乙烯基；R1和R3相同或不同，彼此独立地选自甲基、乙基、丙基。优选地，所述直链醚类化合物选自乙二醇二甲醚，乙二醇二乙醚，乙二醇甲乙醚，1,4-丁二醇二甲醚，1,4-丁二醇二乙醚，1,4-丁二醇甲乙醚等中的一种或多种。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述环状醚类化合物选自含有一个氧、两个氧、三个氧或更多氧的环状醚类化合物。优选地，所述环状醚类化合物可以是单环、稠合环(如双环)、螺环或桥环。优选地，所述环状醚类化合物选自至少含有1个氧原子的C2～C20环烷烃，即环状结构中的碳原子数为2-20个；或至少含有1个氧原子的C3～C20环烯烃，即环状结构中的碳原子数为3-20个，其中至少含有一个碳碳双键。优选地，所述环烷烃或环烯烃为单环、稠合环(如双环)、螺环或桥环；当所述环烷烃或环烯烃为螺环或桥环...
【专利技术属性】
技术研发人员：李林，刘凤泉，周建军，方芳，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。