【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，涉及一种半固态电池及其制备方法与应用。
技术介绍
1、半固态电池是一种电解液呈半固态凝胶状态的电池，因为其具有高能量密度、高安全性和长寿命等优点，被认为是下一代电动汽车、储能产品最具备前景的电源之一。其中，半固态电池正极材料是指半固态电池中的正极材料，直接影响着电池的性能和使用寿命，目前使用较多的有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰三元正极材料。
2、近年来，有机正极材料因为其含有丰富的碳、氢、氧等元素，具备可再生、绿色环保、成本低和高容量等特点，受到了广泛的关注。其中，有机正极材料中导电聚合物是指具有高度π-π共轭聚合链的聚合物，导电聚合物聚吡咯因具有优异电荷传输性，可逆电化学氧化还原性，制备简单，环境友好和机械柔韧等诸多优点，被应用于超级电容器、光化学电池的修饰电极和蓄电池的电极材料等中。
3、聚吡咯常见的分类有：1.聚吡咯类衍生物：为了改善聚吡咯的导电性能和稳定性，现有技术中开始合成和研究各种聚吡咯类衍生物，这些衍生物包括掺杂聚吡咯、功能化聚吡咯等，通过在聚吡咯结构中引入不同的官能团或掺杂剂，可以调控其导电性能和电化学行为，拓展了吡咯类材料的应用范围；2.聚吡咯纳米纤维：近年来，现有技术通过电纺丝等方法成功制备了聚吡咯纳米纤维；3.吡咯类共轭聚合物：除了聚吡咯外，常见的吡咯类共轭聚合物包括聚咔唑、聚苯并咔唑等；4.吡咯类碳材料：通过碳化和石墨化等方法，吡咯类材料可以转化为具有高比表面积和优异导电性能的碳材料，如吡咯石墨烯、吡咯碳纳米管等。
4、但是聚吡咯类材料也存
5、基于以上研究，需要提供一种半固态电池，所述半固态电池能够克服有机材料作为正极材料，以及半固态电池电解质流动性差和电导率低的问题，使所述半固态电池具有高比容量、良好的倍率性能和超长循环稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种半固态电池及其制备方法与应用，所述半固态电池的有机正极片本身具备cei膜，负极片本身具备sei膜，无需在半固态电池的电解液中额外加入其它添加剂，避免了半固态电池电解质流动性差和电导率低的问题，使所述半固态电池具备较的高比容量、良好的倍率性能和超长的循环稳定性。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种半固态电池，所述半固态电池包括有机正极片、负极片、隔膜和电解液，所述有机正极片的表面包括cei膜，所述负极片的表面包括sei膜，所述电解液包括第一锂盐、溶剂和稀释剂，且不包括添加剂。
4、本专利技术所述半固态电池中，采用本身包括cei膜的有机正极片，本身包括sei膜的负极片，能够在电解液中不包括任何添加剂且为有机正极片的情况下，仍能使半固态电池具备优异的高比容量、良好的倍率性能和超长循环稳定性，解决了半固态电池电解质流动性差和电导率低的问题，因此，本专利技术在电解液省略了所有添加剂，仅含有电解液基础成分时，仍不影响半固态电池的性能，且还能提升半固态电解质的电化学性能。
5、优选地，所述有机正极片的正极材料包括聚吡咯。
6、优选地，所述聚吡咯在制备所述有机正极片时原位聚合形成。
7、优选地，所述cei膜在制备有机正极片时形成。
8、本专利技术采用单一的聚吡咯作为正极材料，聚吡咯导电性较强，并且聚吡咯不是直接采用聚吡咯制备有机正极片，而是通过原位聚合的方式，使聚吡咯在制备所述有机正极片时原位聚合形成，提升了聚吡咯的离子迁移率，降低了电解质溶解度，使所制得的聚吡咯正极材料具有高比容量、良好的倍率性能和超长循环稳定性。
9、优选地，所述sei膜在制备负极片时形成。
10、本专利技术的cei膜和sei膜均是在制备正极片和负极片时形成，不是组装成半固态电池后经过化成电池形成。
11、优选地，所述电解液中，第一锂盐的浓度为0.1-1mol/l，例如可以是0.1mol/l、0.2mol/l、0.4mol/l、0.6mol/l、0.8mol/l或1mol/l，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.1-0.5mol/l。
12、本专利技术电解液在不加入任何添加剂的基础上，锂盐的摩尔比低于常规用量，即使在流动性差的半固态电池中，仍仅需较低用量即可。
13、优选地，所述溶剂和稀释剂的体积比为(0.5-3):(7-9.5)，例如可以是0.5:7、2:8或3:9.5，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
14、优选地，所述稀释剂包括氟类溶剂。
15、优选地，所述氟类溶剂具备弱溶剂化能力。
16、本专利技术所述具备弱溶剂化能力的氟类溶剂包括双(2，2)二氟乙基醚、2,2,2-三氟乙基甲基醚或2,2,2-三氟乙醚中的任意一种或至少两种的组合。
17、优选地，所述溶剂包括离子液体溶剂。
18、优选地，所述离子液体溶剂的阴离子中含有氟元素。
19、本专利技术所述离子液体溶剂包括1-腈丙基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或乙基三丁基鏻双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐中的一种或至少两种的组合。本专利技术凝胶成分主要是正极材料，且离子液体类电解液本身粘度较大，类似于凝胶态。
20、优选地，所述隔膜包括基膜、第一涂层和第二涂层，其中，所述第一涂层朝向负极，所述第二涂层朝向正极。
21、优选地，所述第一涂层包括亚克力胶层。
22、优选地，所述第二涂层包括陶瓷层，所述陶瓷层包括氧化铝。
23、优选地，所述基膜的厚度为9-20μm，例如可以是9μm、15μm或20μm，亚克力胶层的厚度为1-2μm，例如可以是1μm、1.5μm或2μm，陶瓷层的厚度为2-4μm，例如可以是2μm、3μm或4μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
24、优选地，所述基膜包括聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)。
25、第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述半固态电池的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
26、将表面包括cei膜的有机正极片、隔膜和表面包括sei膜的负极片制成电芯，然后将电解液注入电芯中，得到所述半固态电池。
27、本专利技术直接采用表面包括cei膜的有机正极片和表面包括sei膜的负极片进行组装电池即可。
28、制备所述表面包括cei膜的有机正极片的方法包括：
29、将有机正极浆料涂覆在正极集流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半固态电池，其特征在于，所述半固态电池包括有机正极片、负极片、隔膜和电解液，所述有机正极片的表面包括CEI膜，所述负极片的表面包括SEI膜，所述电解液包括第一锂盐、溶剂和稀释剂，且不包括添加剂。
2.根据权利要求1所述的半固态电池，其特征在于，所述有机正极片的正极材料包括聚吡咯；
3.根据权利要求1或2所述的半固态电池，其特征在于，所述电解液中，第一锂盐的浓度为0.1-1mol/L，优选为0.1-0.5mol/L；
4.一种如权利要求1-3任一项所述半固态电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，制备所述表面包括CEI膜的有机正极片的方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述醚类溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚中的任意一种或至少两种的组合；
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述有机正极浆料包括吡咯类有机单体、粘结剂和导电剂；
8.根据权利要求4-7任一项所述的制备方法，其特
9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-3任一项所述的半固态电池。
...【技术特征摘要】
1.一种半固态电池，其特征在于，所述半固态电池包括有机正极片、负极片、隔膜和电解液，所述有机正极片的表面包括cei膜，所述负极片的表面包括sei膜，所述电解液包括第一锂盐、溶剂和稀释剂，且不包括添加剂。
2.根据权利要求1所述的半固态电池，其特征在于，所述有机正极片的正极材料包括聚吡咯；
3.根据权利要求1或2所述的半固态电池，其特征在于，所述电解液中，第一锂盐的浓度为0.1-1mol/l，优选为0.1-0.5mol/l；
4.一种如权利要求1-3任一项所述半固态电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱甜，李云明，苗力孝，马勇，胡波剑，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。