【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，具体涉及锂二次电池的制备。
技术介绍
1、锂离子电池因为其比容量高、电压高、循环寿命长等特点，正在普遍地被使用在交通、运输、通讯、移动电子、航天航空等各个方面。然而，锂离子电池在提升能量密度的研发路径上容易引发失控的风险。电池的失控过程中电解液、电极材料等迅速反应，造成燃烧或爆炸，对生命财产造成威胁。而固态电池通过放弃使用传统易燃材质的电解液，采用稳定更强的固态电解质制成，是改善电池安全性的一种重要方法。
2、尽管固态电池从原理上能够在一定程度上缓解电池失控的风险，但是因为固态电解质与电极界面的兼容性问题使得电池的能量转化效率做出了巨大的牺牲。除此以外，对于电池企业来讲，使用新的固态电池生产线意味着全新的投资，更长的获利周期，更低的设备利用率。这些因素限制固态电池的推广利用，同时也阻碍能源的高效利用。
3、因此，如何在原有设备产线的基础上添加有限的设备，同时改进原有生产工艺就能生产出来效率更高的固态电池是电池产业界急需解决的问题，另外，面对市场需求也会有更广阔的应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了聚合物锂二次电池及其原位制备方法。本专利技术所提及的聚合物固态电池的生产过程，相比较以往聚合物固态电池的生产过程多了采用前驱电解液浸润的过程，能够提升聚合物电解质的电极浸润，改善界面不兼容的特性，同时能降低电池界面阻抗。相比较传统的锂离子电池生产过程，仅需要添加电极浸润过程和辐照过程，设备采购量有限，
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
3、一种聚合物锂二次电池的原位制备方法，电极极片置于前驱电解液溶液一段时间后，通过辐照使附着于电极极片上的前驱电解液溶液发生原位交联或聚合转变为聚合物，得到固态电解质复合电极；所述固态电解质复合电极组装得到所述聚合物锂二次电池。
4、在本专利技术一较佳实施例中，所述电极极片置于前驱电解液溶液中1～30min，实现前驱电解液溶液在电极极片上的浸润。
5、本专利技术提出了一种新的聚合物锂二次电池的原位制备思路，即在电池正负极极片涂敷、干燥、锟压之后，将制好的电极极片浸泡在前驱电解液溶液特定时间如1～30min，或将电极极片传送经过前驱电解液溶液盛放区域停留1～30min后，通过电离辐射使浸润在电极极片上的前驱电解液溶液发生原位交联或聚合，从而形成复合了电极极片和聚合物的固态电解质复合电极；通过对固态电解质复合电极进行分切后可以直接组装，可以无需使用隔膜，即可制备得到锂二次电池。
6、在本专利技术一较佳实施例中，所述前驱电解液溶液由具有伽马射线等辐照交联或辐照聚合性质的聚合物单体或预聚物中的至少一种，与锂盐共同溶解于非质子有机溶剂中制成。
7、在本专利技术一较佳实施例中，具体包括如下步骤：
8、1)将聚合物单体或预聚物中的至少一种，与锂盐溶解于非质子有机溶剂中，制成前驱电解液溶液；
9、2)将电极极片浸泡在前驱电解液溶液中1～30min，实现前驱电解液溶液在电极极片上的浸润；
10、3)将浸润过前驱电解液的极片进行γ射线或高能电子束进行辐照，辐射剂量为0.1～500kgy，实现前驱电解液溶液的原位交联或聚合，制备得到固态电解液质复合电极；
11、4)对所述固态电解液质复合电极进行组装得到电池，必要时可进行分切等操作。
12、在本专利技术一较佳实施例中，所述聚合物单体为含有乙烯基、丙烯基的双键官能团或环氧官能团单体，包括丙烯酸酯、丙烯腈、甲氧基丙烯酸酯、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、环氧乙烷、丙烯酸、苯乙烯、氟化物、膦腈、硅氧烷、或乙酸酯中的至少一种。
13、在本专利技术一较佳实施例中，所述预聚物为主链带有脂肪链、醚类链段、酯类链段、硅氧键单元的带侧链或不带侧链的聚合物，包括聚乙二醇(peg)、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚碳酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚环氧乙烷(peo)、聚碳酸酯、聚甲基丙烯甲酸、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚丙烯腈、聚膦腈、或聚偏氟乙烯中的至少一种。
14、在本专利技术一较佳实施例中，所述锂盐包括litfsi、liclo4、lipf6、licl、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、libf4，还包括能发生辐照交联或辐照聚合、接枝的带功能化基团锂盐，包括可以发生辐射交联的有机锂盐如低级脂族羧酸锂，和可以实现辐照聚合、接枝的带双键单体锂盐如2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂(ampsli)，苯乙烯三氟甲磺酰亚胺锂(stfsili)。
15、在本专利技术一较佳实施例中，所述步骤1)中，所述前驱电解液溶液中还包括交联剂。
16、在本专利技术一较佳实施例中，所述交联剂为多官能度有机物及其表面修饰的纳米无机粉体，包括聚乙二醇二丙烯酸酯(pegda)、二乙烯基苯、n,n-亚甲基双丙烯酰胺(mba)、二异氰酸酯、正硅酸乙酯，以及表面含有羟基的纳米sio2、纳米tio2、纳米al2o3，以及偶联剂表面修饰后的纳米sio2、纳米tio2或纳米al2o3中的至少一种。
17、在本专利技术一较佳实施例中，所述步骤1)中，所述聚合物单体、锂盐、交联剂的质量比为1～9：1～4：0～1，或所述预聚物、锂盐、交联剂的质量比为1～4：1～4：0～1。
18、在本专利技术一较佳实施例中，所述非质子有机溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸甲乙酯(emc)、1,3-二氧戊环(dol)、二甲醚(dme)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、二甲基亚砜(dmso)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、丙酮(acetone)、四氢呋喃(thf)、乙腈(acetonitrile)中的至少一种。
19、在本专利技术一较佳实施例中，所述辐射剂量为10～200kgy。
20、本专利技术采用的正极材料的实例包括层状化合物如licoo2、三元材料、橄榄石型化合物如lifepo4、尖晶石材料如镍锰高电压材料等，所添加导电剂和粘结剂种类及比例不限，导电剂、粘结剂、集流体的选择只要符合电极正常工作需求即可。
21、本专利技术采用的负极材料的实例包括石墨负极、硅碳负极、锂金属负极。根据需要，还可以添加导电剂，粘结剂，所选导电剂，粘结剂、集流体只要符合电极要求即可。
22、进一步地，在组装电池时，也可以使用所述固态电解质复合电极与隔膜共同组装电池。即所述固态电解质复合电极在组装电池时可以选择性地使用传统隔膜。若固化后的固态电解质复合电极相比浸泡前的电极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚合物锂二次电池的原位制备方法，其特征在于：电极极片置于前驱电解液溶液一段时间后，通过辐照使附着于电极极片上的前驱电解液溶液转变为聚合物，得到固态电解质复合电极；所述固态电解质复合电极组装得到所述聚合物锂二次电池。
2.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述电极极片置于前驱电解液溶液中1～30min。
3.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：包括：
4.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述聚合物单体包括丙烯酸酯、丙烯腈、甲氧基丙烯酸酯、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、环氧乙烷、丙烯酸、苯乙烯、氟化物、膦腈、硅氧烷或乙酸酯中的至少一种；所述预聚物包括聚乙二醇、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚碳酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚碳酸酯、聚甲基丙烯甲酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚膦腈或聚偏氟乙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述锂盐包括LiTFSI、LiClO4、LiPF6、LiCl、LiCF3SO3、LiCF
6.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述前驱电解液溶液中还包括交联剂；所述交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二异氰酸酯、正硅酸乙酯、表面含有羟基的纳米SiO2、表面含有羟基的纳米TiO2、表面含有羟基的纳米Al2O3、偶联剂表面修饰后的纳米SiO2、偶联剂表面修饰后的纳米TiO2、或偶联剂表面修饰后的纳米Al2O3中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述非质子有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环、二甲醚、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、四氢呋喃或乙腈中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述电极极片置于前驱电解液溶液，指的是所述电极极片浸泡在所述前驱电解液溶液中1～30min，或所述电极极片传送经过所述前驱电解液溶液盛放区域1～30min。
9.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述步骤4)中，使用所述固态电解质复合电极与隔膜组装电池。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的原位制备方法所制备的聚合物锂二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物锂二次电池的原位制备方法，其特征在于：电极极片置于前驱电解液溶液一段时间后，通过辐照使附着于电极极片上的前驱电解液溶液转变为聚合物，得到固态电解质复合电极；所述固态电解质复合电极组装得到所述聚合物锂二次电池。
2.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述电极极片置于前驱电解液溶液中1～30min。
3.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：包括：
4.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述聚合物单体包括丙烯酸酯、丙烯腈、甲氧基丙烯酸酯、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、环氧乙烷、丙烯酸、苯乙烯、氟化物、膦腈、硅氧烷或乙酸酯中的至少一种；所述预聚物包括聚乙二醇、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚碳酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚碳酸酯、聚甲基丙烯甲酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚膦腈或聚偏氟乙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的原位制备方法，其特征在于：所述锂盐包括litfsi、liclo4、lipf6、licl、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、libf4、ampsli或stfsili中的至少...
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