包含凝胶聚合物电解质的二次电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备二次电池的方法，其包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含凝胶聚合物电解质的二次电池及其制备方法


[0001]本申请要求
2021
年
10
月6日提交的韩国申请
No.10
‑
2021
‑
0132112
的优先权，其公开内容通过引用并入本文
。
[0002]本专利技术涉及包含凝胶聚合物电解质的二次电池及其制备方法
。

技术介绍

[0003]随着科技发展，对作为能源的锂电池的需求已显著增长，以及对于电子设备的需求也已增长，在这些二次电池中，能量密度高且电压高的锂二次电池已商业化并广泛使用
。
[0004]通常，作为锂二次电池的电解质，主要使用液体电解质，特别地，是盐溶解在非水性有机溶剂中得到的离子导电的有机液体电解质
。
[0005]然而，这种液体电解质的缺点在于有机溶剂不仅高度易挥发，而且由于环境温度和电池本身温度升高导致燃烧所以稳定性低
。
[0006]于是，为了将聚合物电解质
(
例如凝胶聚合物电解质
)
商业化以代替液体电解质，近来已出现相应研究
。
[0007]因为与液体电解质相比，凝胶聚合物电解质具有更好的电化学稳定性，所以不仅电池的厚度可以保持恒定，而且由于凝胶相固有的粘附力而可以制备具有优异稳定性的薄膜型电池
。
[0008]使用凝胶聚合物电解质的电池如下制备：将可聚合的单体或低聚物与聚合引发剂混合于盐溶解在非水性有机溶剂中得到的液体电解质溶液中，以制备组合物，之后，将所述组合物注入包含卷绕或堆叠有正极
、
负极和隔膜的电极组件的电池中，并在合适的温度和时间条件下使所述组合物胶凝
(
交联
)。
[0009]虽然正在研究固化程度提高的凝胶聚合物电解质以便即使在锂二次电池损坏时也能防止电解质泄漏到外部并增加安全性，但是问题在于，因为凝胶聚合物电解质的固化程度提高时，界面电阻增加且离子导电性降低，所以锂二次电池的电池性能下降
。
[0010]因此，需要开发一种二次电池，其中使用既改善电池的稳定性又改善其性能的凝胶聚合物电解质
。

技术实现思路

[0011][
技术问题
][0012]本专利技术的一个方面提供了一种制备二次电池的方法，其中使用低聚物含量彼此不同的第一凝胶聚合物电解质组合物和第二凝胶聚合物电解质组合物
。
[0013]本专利技术的另一个方面提供了一种二次电池，通过将界面电阻彼此不同的第一凝胶聚合物电解质和第二凝胶聚合物电解质设置于二次电池的特定位置，其可以改善二次电池的电化学性能，可以改善刚度
(rigidity)
，并且可以防止电解质泄漏
。
[0014][
技术方案
][0015]根据本专利技术的一个方面，其提供了一种制备二次电池的方法，其包括以下步骤：
(S1)
制备包含第一低聚物的第一凝胶聚合物电解质组合物，以及包含第二低聚物的第二凝胶聚合物电解质组合物；
(S2)
将第一凝胶聚合物电解质组合物注入容纳有电极组件的电池外壳中，从而用第一凝胶聚合物电解质组合物浸渍电极组件内部；
(S3)
将第二凝胶聚合物电解质组合物注入电池外壳中；和
(S4)
固化第一凝胶聚合物电解质组合物和第二凝胶聚合物电解质组合物，其中第一凝胶聚合物电解质组合物中第一低聚物的含量少于第二凝胶聚合物电解质组合物中第二低聚物的含量
。
[0016]根据本专利技术的另一个方面，其提供了一种二次电池，其包含：交替设置有正极
、
隔膜和负极的电极组件，容纳电极组件的电池外壳，以及电解质，其中所述电解质包含设置于电极组件内部的第一凝胶聚合物电解质，以及设置于电极组件外部的第二凝胶聚合物电解质，且第一凝胶聚合物电解质的界面电阻小于第二凝胶聚合物电解质的界面电阻
。
[0017][
有利效果
][0018]本专利技术的二次电池制备方法的特征在于，因为低聚物含量低的第一凝胶聚合物电解质组合物首先注入，而第二凝胶聚合物电解质组合物后注入，所以由第一凝胶聚合物电解质组合物形成的凝胶聚合物电解质浸渍电极组件内部，而由第二凝胶聚合物电解质组合物形成的凝胶聚合物电解质设置于电极组件外部
。
于是，因为低聚物含量彼此不同的第一凝胶聚合物电解质组合物与第二凝胶聚合物电解质组合物分别在电极组件的内部和外部固化形成凝胶聚合物电解质，所以可以改善通过以上制备方法制备的二次电池的界面电阻和刚度
。
[0019]另外，本专利技术的二次电池的特征在于，其包含设置于电极组件内部的第一凝胶聚合物电解质和设置于电极组件外部的第二凝胶聚合物电解质，且第一凝胶聚合物电解质的界面电阻小于第二凝胶聚合物电解质的界面电阻
。
因为第一凝胶聚合物电解质的界面电阻较低，所以当第一凝胶聚合物电解质浸渍电极组件内部时可以改善正极和负极之间的锂迁移率
。
因为第二凝胶聚合物电解质的界面电阻较高但具有较高的刚度，所以当第二凝胶聚合物电解质设置于电极组件外部时，其可以有效地保护电极组件免受外部冲击，并且可以防止电解质外漏
。
附图说明
[0020]图1是说明本专利技术的制备二次电池的方法的步骤
(S2)
的示意图
。
[0021]图2是说明本专利技术的制备二次电池的方法的步骤
(S2)
的示意图
。
[0022]图3是说明本专利技术的制备二次电池的方法的步骤
(S3)
的示意图
。
[0023]图4是说明本专利技术的制备二次电池的方法的步骤
(S4)
的示意图
。
[0024]图5是本专利技术的二次电池的平面示意图
。
[0025]图6是本专利技术的二次电池的侧视示意图
。
具体实施方式
[0026]应理解的是，本说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应解释为在常用词典中定义的含义
。
将进一步理解的是，基于专利技术人可以适当地定义词语或术语的含义以最好地解释专利技术的原则，这些词语或术语应被解释为具有与其在相关
中和在本专利技术的技术理念中相一致的含义
。
[0027]在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的二次电池的制备方法和二次电池
。
在向各个附图的组件添加附图标记时，应注意的是，即使相同的附图标记显示在不同的附图中，也尽可能将相同的附图标记分配给相同的组件
。
此外，在描述本专利技术时，当确定相关已知结构或功能的详细描述可能模糊本专利技术的要点时，将省略其详细描述
。
[0028]制备二次电池的方法
[0029]本专利技术的制备二次电池的方法的特征在于包括以下步骤：
[0030](S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种制备二次电池的方法，其包括以下步骤：
(S1)
制备包含第一低聚物的第一凝胶聚合物电解质组合物和包含第二低聚物的第二凝胶聚合物电解质组合物；
(S2)
将第一凝胶聚合物电解质组合物注入容纳有电极组件的电池外壳中，从而用第一凝胶聚合物电解质组合物浸渍所述电极组件的内部；
(S3)
将第二凝胶聚合物电解质组合物注入所述电池外壳中；以及
(S4)
固化已注入所述电池外壳中的第一凝胶聚合物电解质组合物和第二凝胶聚合物电解质组合物，其中，第一凝胶聚合物电解质组合物中第一低聚物的含量少于第二凝胶聚合物电解质组合物中第二低聚物的含量
。2.
如权利要求1所述的方法，其在步骤
(S2)
之后进一步包括固化第一凝胶聚合物电解质组合物的步骤
。3.
如权利要求1所述的方法，其中，第一凝胶聚合物电解质组合物和第二凝胶聚合物电解质组合物中的至少一种包含锂盐
。4.
如权利要求1所述的方法，其中，第一凝胶聚合物电解质组合物和第二凝胶聚合物电解质组合物中的至少一种包含聚合引发剂
。5.
如权利要求1所述的方法，其中，第一凝胶聚合物电解质组合物在
25℃
的粘度为
6cP
以下，并且，第二凝胶聚合物电解质组合物在
25℃
的粘度为
10cP
以上
。6.
如权利要求1所述的方法，其中，在步骤
(S4)
中，在向所述电池外壳中注入第二凝胶聚合物电解质组合物之后立即进行所述固化
。7.
如权利要求1所述的方法，其中，第一低聚物和第二低聚物各自独立地包括选自聚醚类低聚物
、
聚碳酸酯类低聚物
、
聚丙烯酸酯类低聚物
、
聚硅氧烷类低聚物
、
磷腈类低聚物
、
聚乙烯类低聚物
、
聚氨酯类低聚物
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：林太燮，柳志勋，金东规，尹汝敏，
申请(专利权)人：株式会社，
类型：发明
国别省市：