一种固态电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可原位聚合固态聚合物电解质的制备方法及固态电池的组装方法，将一定比例混合的烯酸酯复合物加入到配置好的电解液中，通过引发剂加热聚合，使其在电池内部完成固化。这种方法保证了电解质在充放电过程中的稳定性，避免电解质成分不均匀导致的锂离子分布不均匀，因此增加了电极与电解质的接触面积，加快了锂离子扩散，在保证电池安全性的同时提升了电池的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种固态电池及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种固态电池的制备方法。
技术介绍
能源是发展国民经济和提高人民生活水平的生要物质基础，也是直接影响经济发展的一个重要因素。进入21世纪以来，传统的能源利用方式所带来的资源短缺、环境污染、温室效应等问题日益突出，改善能源结构，开发高效、清洁的新型能源已成为全球共识。锂离子电池由于其安全、环保、高比能量和良好的电化学性能等优越的性能受到了人们的青睐。目前使用的锂离子电池采用液态电解液，在使用过程中有电解液渗透，易燃等缺点。为保证电池在使用过程中的安全稳定性，锂离子电池的发展方向逐渐向固态转移。固态电池中极片与固态电解质之间是固-固界面，较常规的固-液界面，其界面接触性较大，会造成极片与固态电解质之间的界面阻抗大大增加，从而大大影响了电池的性能。因此，有效提高电解质与电极材料之间的接触性，是降低界面电阻，提高全固态锂电池高倍率放电性能的关键。现有技术中通常采用将电解质与电极活性材料混合制浆涂布的技术来解决上述问题，但是这类技术由于加入电解质的量过大，会极大的降低电池的能量密度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态电池的制备方法，其特征在于，将正极片、隔膜和负极片依次复合成电芯，将电芯装入电池壳内，并向电池壳内注入包含功能单体、引发剂、基础电解液的复合电解液，随后封装电池，并引发电池内功能单体聚合，制得所述的固态电池；/n所述的基础电解液包括导电锂盐和酯类溶剂；/n所述的功能单体包括具有两个丙烯酸酯聚合单元的线性单体，和具有三个及以上丙烯酸酯聚合单元的星型单体；/n其中，所述的线性单体、星型单体的摩尔比为1～10：10～1；功能电解液中，所述的功能单体的含量为1～5wt.％。/n

【技术特征摘要】
1.一种固态电池的制备方法，其特征在于，将正极片、隔膜和负极片依次复合成电芯，将电芯装入电池壳内，并向电池壳内注入包含功能单体、引发剂、基础电解液的复合电解液，随后封装电池，并引发电池内功能单体聚合，制得所述的固态电池；
所述的基础电解液包括导电锂盐和酯类溶剂；
所述的功能单体包括具有两个丙烯酸酯聚合单元的线性单体，和具有三个及以上丙烯酸酯聚合单元的星型单体；
其中，所述的线性单体、星型单体的摩尔比为1～10：10～1；功能电解液中，所述的功能单体的含量为1～5wt.％。


2.如权利要求1所述的固态电池的制备方法，其特征在于，所述的线性单体具有式1结构式：



所述的A为烷烃基残基或醚类残基；
优选地，所述的线性单体的分子量为200～600；
优选地，所述的线性单体具有式1-A结构式：



式1-A中，R为H、C1～C3的烷烃基。


3.如权利要求1所述的固态电池的制备方法，其特征在于，所述的星型单体具有式2所示的结构式：
B(C)m
式2
所述的C为丙烯酸酯聚合单元；所述的B为和丙烯酸聚合单元连接的偶联中心；所述的m大于或等于3，优选为3～4的整数；
优选地，所述的星型单体的分子量为300～700。


4.如权利要求1所述的固态电池的制备方法，其特征在于，所述的星型单体为式2-A、式2-B、式2-C中的至少一种：





5.如权利要求1所述的固态电池的制备方法，其特征在于，所述的酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的至少一种。


6.如权利要求1所述的固态电池的制备方法，其特征在于，所述的导电锂盐为双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、六氟磷酸锂中的至少一种；
优选地，功能电解液中，所述的导电锂盐的浓度为0.9～1.5M。


7.如权利要求1所述的固态电池的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为自由基引发剂；
优选地，所述的引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化二苯甲酰；添加量优选为功能单体含量的1-5wt％。


8.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪波，赖延清，王麒羽，史晨阳，张治安，张凯，方静，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43