一种适用于固态电池的正极制备方法技术

本发明专利技术属于化学电源技术领域，特别是涉及一种适用于固态电池的正极制备方法。步骤包括：在匀浆容器中加入溶剂、粘接剂，充分搅拌溶解后，再加入导电剂和正极活性物质粉末，正极活性物质粉末占浆料固含量的50wt％～99.85wt％；将搅拌均匀的浆料涂布在铝箔上，正极涂覆量为30mg/cm2～60mg/cm2；然后烘干并进行碾压，制备出的正极，搭配隔膜、负极一起制作锂离子电池电芯；配置好的浓盐电解质加入到电池电芯中，封口静置后，电池可以进行充电化成。制备出的固态电池不仅拥有出色的安全性，在电性能方面也能比肩现有的采用常规电解液的锂离子电池。离子电池。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于固态电池的正极制备方法


[0001]本专利技术属于化学电源
，特别是涉及一种适用于固态电池的正极制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子/锂电池是目前应用最广泛的电池之一，具有比能量高、比功率大、低温性能好、寿命长且无记忆效应等优点。
[0003]传统的锂离子电池采用易燃的有机电解液，使用时若电池内外部发生意外会导致电池有起火爆炸的风险。为了应对这一问题，采用不易燃的固态电解质是一种有效的手段。浓盐电解质(液态)易制备，热稳定好且不易燃，属于准固态电解质范畴。相对于全固态电解质，锂离子电池使用浓盐电解质可以不用更改现有的生产试验设备，生产效率高，成本低。但是浓盐电解质粘度大，对电极尤其是大涂覆量的电极浸润差，造成电池的容量低于其电芯理论容量较多，无法完全发挥性能，限制了浓盐电解质在锂离子/锂电池中的应用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种适用于固态电池的正极制备方法，正极中的聚合物成分能够主动吸收浓盐电解质，有效减小电池在充放电过程中的极化现象，能够完全发挥电芯容量，使得制备出的固态电池不仅拥有出色的安全性，在电性能方面也能比肩现有的采用常规电解液的锂离子电池。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种适用于固态电池的正极制备方法，该制备方法的步骤包括：
[0007]S1、在匀浆容器中加入溶剂，制备浆料所用溶剂的量为浆料固含量的50wt％～500wt％；再加入粘接剂，浆料中粘接剂的总量为浆料固含量的0.1wt％～30wt％；充分搅拌溶解后，再加入导电剂，导电剂占浆料固含量的0.05wt％～20wt％；搅拌均匀后再加入正极活性物质粉末，正极活性物质粉末占浆料固含量的50wt％～99.85wt％；
[0008]S2、将搅拌均匀的浆料涂布在铝箔上，正极涂覆量为30mg/cm2～60mg/cm2；然后在100℃条件下烘干,经碾压后形成正极，搭配隔膜、负极一起制作锂离子电池电芯；
[0009]S3、向容器中加入溶剂和锂盐来配置浓盐电解质；
[0010]S4、将配置好的浓盐电解质加入到电池电芯中，封口静置后，电池可以进行充电化成。
[0011]进一步的，S1中正极制备选用PVDF
‑
HFP和P(MV
‑
MA)作为粘接剂。
[0012]进一步的，S1中的溶剂包括但不限于NMP、DMSO、DMF中的一种或两种。
[0013]进一步的，S1中的导电剂包括但不限于SP、VGCF、CNT、石墨烯中的一种或两种。
[0014]进一步的，S1中的正极活性物质粉末包括但不限于LiCoO2、NCA、NCM、LiFePO4的一种或两种。
[0015]进一步的，S3中的浓盐电解质浓度为3.5mol/L～6mol/L。
[0016]更进一步的，S3中所使用的锂盐包括但不限于LiFSI、LiTFSI中的一种或两种；所使用的溶剂包括但不限于DMC、DEC、EMC、EC、FEC中的一种或几种。
[0017]本专利技术具有的优点和积极效果：
[0018]1、本专利技术采用的PVDF
‑
HFP材料广泛用于凝胶态电解质，PVDF本身由于较高的结晶度，所以不易被浓盐电解质浸润，但是PVDF在与HFP共聚后，结晶度大幅下降，和浓盐电解质的浸润性明显变好；同时PVDF
‑
HFP在烘干后呈现多孔结构，能够储存少量的浓盐电解质；
[0019]2、本专利技术采用的P(MV
‑
MA)材料对浓盐电解质具有极好的润湿性，对于涂覆量在30mg/cm2～60mg/cm2这种厚正极，可以加强正极中聚合物成分对浓盐电解质的吸收；
[0020]3、本专利技术采用的PVDF
‑
HFP在粘接能力上与PVDF相近，可以同时作为粘接剂使用，无需加入其它粘接剂；
[0021]4、本专利技术采用的PVDF
‑
HFP和P(MV
‑
MA)具有良好的抗氧化性，在电池充电时不会被氧化，长期使用性质稳定。
[0022]5、正极中的聚合物成分能够主动吸收浓盐电解质，有效减小电池在充放电过程中的极化现象，能够完全发挥电芯容量，使得制备出的固态电池不仅拥有出色的安全性，在电性能方面也能比肩现有的采用常规电解液的锂离子电池。
具体实施方式
[0023]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：
[0024]本专利技术所涉及的一种适用于固态电池的正极制备方法，具体步骤包括：
[0025]S1、在匀浆容器中加入溶剂，制备浆料所用溶剂的量为浆料固含量的50wt％～500wt％；再加入粘接剂，浆料中粘接剂的总量为浆料固含量的0.1wt％～30wt％；充分搅拌溶解后，再加入导电剂，导电剂占浆料固含量的0.05wt％～20wt％；搅拌均匀后再加入正极活性物质粉末，正极活性物质粉末占浆料固含量的50wt％～99.85wt％；
[0026]S2、将搅拌均匀的浆料涂布在铝箔上，正极涂覆量为30mg/cm2～60mg/cm2；然后在100℃条件下烘干,经碾压后形成正极，搭配隔膜、负极一起制作锂离子电池电芯；
[0027]S3、向容器中加入溶剂和锂盐来配置浓盐电解质；
[0028]S4、将配置好的浓盐电解质加入到电池电芯中，封口静置48h后，电池可以进行充电化成。
[0029]S1中正极制备选用PVDF
‑
HFP(聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物)和P(MV
‑
MA)(聚甲基乙烯基醚
‑
马来酸酐共聚物)作为粘接剂；
[0030]S1中的溶剂包括但不限于NMP(N
‑
甲基吡咯烷酮)、DMSO(二甲基亚砜)、DMF(二甲基甲酰胺)中的一种或两种；
[0031]S1中的导电剂包括但不限于SP(导电碳黑)、VGCF(导电碳纤维)、CNT(碳纳米管)，石墨烯中的一种或两种；
[0032]S1中的正极活性物质粉末包括但不限于LiCoO2(钴酸锂)、NCA(镍钴铝酸锂)、NCM(镍钴锰酸锂)，LiFePO4(磷酸铁锂)的一种或两种。
[0033]S3中的浓盐电解质浓度为3.5mol/L～6mol/L，所使用的锂盐包括但不限于LiFSI、LiTFSI中的一种或两种，所使用的溶剂包括但不限于DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)、
EMC(碳酸甲乙酯)、EC(碳酸乙烯酯)、FEC(氟代碳酸乙烯酯)中的一种或几种。
[0034]以下通过4个实施例对本专利技术进行详细说明：
[0035]实施例1：
[0036]S1、在匀浆容器中加入5000g的NMP溶剂；再加入200g PVDF
‑
HFP和100g P(MV
‑
MA)粉末；充分搅拌溶解后，再加入1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于固态电池的正极制备方法，其特征在于，该制备方法的步骤包括：S1、在匀浆容器中加入溶剂，制备浆料所用溶剂的量为浆料固含量的50wt％～500wt％；再加入粘接剂，浆料中粘接剂的总量为浆料固含量的0.1wt％～30wt％；充分搅拌溶解后，再加入导电剂，导电剂占浆料固含量的0.05wt％～20wt％；搅拌均匀后再加入正极活性物质粉末，正极活性物质粉末占浆料固含量的50wt％～99.85wt％；S2、将搅拌均匀的浆料涂布在铝箔上，正极涂覆量为30mg～60mg；然后在100℃条件下烘干,经碾压后形成正极，搭配隔膜、负极一起制作锂离子电池电芯；S3、向容器中加入溶剂和锂盐来配置浓盐电解质；S4、将配置好的浓盐电解质加入到电池电芯中，封口静置后，电池可以进行充电化成。2.如权利要求1所述的适用于固态电池的正极制备方法，其特征在于，S1中正极制备选用PVDF
‑
HFP和P(MV...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑智勇，靳士波，韩立明，王志茹，
申请(专利权)人：天津空间电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：