一种提高固态电池存储寿命的方法技术

本发明专利技术提供了一种提高固态电池存储寿命的方法，所述提高固态电池存储寿命的方法包括组装前脱水处理步骤或者组装后的脱水处理步骤；使用说明书中限定的方法进行脱水可以实现“快速升温、短时保温”，该除水方法除去正极片中的游离水和结合水，有效降低封装袋内电芯的含水量，同时能够防止正极活性物质发生氧化，防止由水分扩散至固态电解质而引起的储存性能下降。能下降。能下降。

A method to improve the storage life of solid state battery

【技术实现步骤摘要】
一种提高固态电池存储寿命的方法


[0001]本专利技术涉及固态电池
，具体涉及一种提高固态电池存储寿命的方法。

技术介绍

[0002]近年来，固态电池受到国内外研究者的广泛关注与重视，发展迅速。固态电池采用不可燃的固态电解质替换了可燃性的有机液态电解质，大幅提升了电池系统的安全性，同时能够更好地适配高能量正负极并减轻系统重量，实现能量密度同步提升。在各类新型电池体系中，固态电池是距离产业化最近的下一代技术，这已成为产业与科学界的共识。
[0003]固态电池中使用固态电解质替代传统液态电解液组分。目前普遍使用无机固态电解质，例如硫化物电解质、氧化物电解质、卤化物电解质等。然而这些固态电解质普遍具有对水敏感且极易吸水的特性。
[0004]基于固态电解质的上述特性，即便固态电解质材料在制备过程中可以通过高温烧结等方式将材料之中的水分完全去除，但添加了固态电解质的各个组件(如：固态电池正极、固态电池负极、固态电解质层)的制备过程中涉及到的各环节(如：混料、匀浆、涂布、辊压、电池组装)难免会接触到存在于气氛之中、吸附于设备之上、吸附于各类辅材、材料之上的微量水分。这些微量水分会在电池的存储过程中逐步扩散至夺水能力更强的固态电解质之中，吸水后的固态电解质会表现出电导率下降、稳定性下降、电化学窗口变窄的现象，进而使得经过存储的固态电池相较于新鲜制作的电池容量发挥降低、循环性能变差。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的固态电池在存储过程中电池容量发挥降低、循环性能变差的缺陷，从而提供一种提高固态电池存储寿命的方法。
[0006]本专利技术提供了一种提高固态电池存储寿命的方法，其特征在于，所述提高固态电池存储寿命的方法包括组装前脱水处理或者组装后的脱水处理步骤；
[0007]组装前的脱水处理包括，将正极片从室温升至预定温度X1，在预定温度X1下保温T1时间，降温至80℃以下；100℃≤X1≤170℃，1min≤T1≤20min，升温速率≥15℃/min，降温速率≥10℃/min；
[0008]组装后的脱水处理包括，将固态电池从室温升至预定温度X2，在预定温度X2下保温T2时间，降温至80℃以下；120℃≤X2≤170℃，10min≤T2≤20min，升温速率≥15℃/min，降温速率≥10℃/min。
[0009]进一步地，正极片的升温速率为15
‑
20℃/min；降温速率为10
‑
15℃/min；和/或，固态电池的升温速率为15
‑
20℃/min；降温速率为10
‑
15℃/min。
[0010]组装前的脱水处理步骤还包括：将负极片和/或固态电解质膜进行脱水处理的步骤，优选地，将负极片和固态电解质膜从室温升至预定温度X3，在预定温度X3下保温T3时间，降温至室温后备用；120℃≤X3≤330℃，10min≤T3≤40min；更优选地，负极片和固态电解质膜的升温速率≥10℃/min，降温速率≥5℃/min。
[0011]例如，负极片和固态电解质膜的升温速率为10
‑
20℃/min；降温速率为5
‑
15℃/min。
[0012]本专利技术还提供了一种固态电池的制备方法，包括上述任一所述的提高固态电池存储寿命的方法，还包括正极片的制备、负极片的制备和固态电解质膜的制备。
[0013]进一步地，所述正极片的制备方法包括如下步骤：将粘合剂、正极活性物质、固态电解质和导电碳混合，辊压，得到正极极片，将正极极片与集流体压合，制得正极片；
[0014]所述负极片的制备方法包括如下步骤：将粘结剂、负极活性物质、固体电解质、导电碳混合，辊压，得到负极极片，将负极极片与集流体压合，制得负极片；
[0015]所述固态电解质膜的制备方法包括如下步骤：将固态电解质与粘结剂混合，辊压，得到固态电解质膜。
[0016]进一步地，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯和聚四氟乙烯中的至少一种，优选为聚四氟乙烯。
[0017]进一步地，所述正极片的制备方法中，粘结剂、正极活性物质、导电碳和固态电解质的质量比为0.2
‑
5∶50
‑
90∶0.05
‑
4∶1
‑
50；和/或，所述负极片的制备方法中，粘结剂、负极活性物质、固体电解质、导电碳的质量比为0.2
‑
5∶50
‑
90∶0.05
‑
4∶1
‑
50；和/或，所述固态电解质膜的制备中，粘结剂与固态电解质的质量比为0.1
‑
10∶90
‑
99.9；和/或，正极极片的厚度为50
‑
120微米；和/或，固态电解质膜的厚度为20
‑
200微米；和/或，负极极片的厚度为60
‑
170微米。
[0018]进一步地，正极片和/或负极片的剥离强度为30
‑
80mN/mm。
[0019]剥离强度的测试方法：将压敏胶3M
‑
VHB双面胶铁在正极片或者负极片表面，另一面贴在不锈钢板上，将不锈钢板和集流体分别固定在拉力测试计的夹具上，然后以10mm/min的速度，10N的载荷进行180度剥离测试。
[0020]进一步地，在所述正极片的制备和/或所述负极片的制备和/或所述电解质膜的制备中，混合的方式为研磨、球磨、搅拌、振荡和超声中的至少一种；和/或，辊压的温度为40
‑
220℃。
[0021]正极片、负极片或者电解质膜制备过程中，可以在常规的压力范围内进行辊压，例如压力范围为20
‑
1000kg。
[0022]进一步地，所述负极活性材料选自石墨、氧化亚硅、硅、碳酸锂、钛酸锂中的至少一种；和/或，所述固态电解质选自硫化物电解质、卤素电解质和氧化物电解质中的至少一种；和/或，所述正极活性材料选自镍钴锰材料、镍锰酸锂材料、镍酸锂材料、钴酸锂材料、镍钴酸锂材料、镍锰钴酸锂材料中的至少一种；和/或，所述导电碳选自炭黑、乙炔黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。
[0023]所述正极活性物质包括LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4、LiNi
0.5
Mn
0.5
O2、Li(NiCoMn)
1/3
O2，LiNi1‑
x
‑
y
Co
x
Mn
y
O2，LiNi1‑
x
‑
y
Co
x
Al
y
O2和LiMn2O4中的一种或至少两种的组合，其中0＜x＜1。LiNi1‑
x
‑
y
Co
x
Mn
y
O2类材料如LiNi
0.6<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高固态电池存储寿命的方法，其特征在于，所述提高固态电池存储寿命的方法包括组装前脱水处理步骤或者组装后的脱水处理步骤；组装前的脱水处理包括，将正极片从室温升温至预定温度X1，在预定温度X1下保温T1时间，降温至80℃以下；其中，100℃≤X1≤170℃，1min≤T1≤20min，升温速率≥15℃/min，降温速率≥10℃/min；组装后的脱水处理包括，将固态电池从室温升温至预定温度X2，在预定温度X2下保温T2时间，降温至80℃以下；其中，120℃≤X2≤170℃，10min≤T2≤20min，升温速率≥15℃/min，降温速率≥10℃/min。2.根据权利要求1所述的提高固态电池存储寿命的方法，其特征在于，正极片的升温速率为15
‑
20℃/min；降温速率为10
‑
15℃/min；和/或，固态电池的升温速率为15
‑
20℃/min；降温速率为10
‑
15℃/min。3.根据权利要求1所述的提高固态电池存储寿命的方法，其特征在于，组装前的脱水处理步骤还包括：将负极片和/或固态电解质膜进行脱水处理的步骤，优选地，将负极片和固态电解质膜从室温升至预定温度X3，在预定温度X3下保温T3时间，降温至80℃以下；120℃≤X3≤330℃，10min≤T3≤40min；更优选地，负极片和固态电解质膜的升温速率≥10℃/min，降温速率≥5℃/min。4.一种固态电池的制备方法，其特征在于，包括权利要求1
‑
3中任一所述的提高固态电池存储寿命的方法，还包括正极片的制备、负极片的制备和固态电解质膜的制备。5.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于，所述正极片的制备方法包括如下步骤：将粘合剂、正极活性物质、固态电解质和导电碳混合，辊压，得到正极极片，将正极极片与集流体压合，制得正极片；所述负极片的制备方法包括如下步骤：将粘结剂、负极活性物质、固体电解质、导电碳混合，辊压，得到负极极片，将负极极片与集流体压合，制得负极片；所述固态电解质膜的制备方法包括如下步骤：将固态电解...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞杰，陈少杰，王磊，黄海强，周宇楠，杨红新，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：