【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学电源，具体涉及固态电池的制备。
技术介绍
1、作为一种具有能量密度高、输出电压高、无记忆效应、环境友好等特点的绿色化学电源，锂离子电池具有很好的经济效益、社会效益和战略意义，已被广泛应用于移动通讯、数码产品、航空航天等各个领域，并被认为是最有希望的电动汽车动力电池。但由于锂离子电池使用的是易燃、易挥发、反应活性高的有机液体电解液，存在诸多由此引发的安全问题。比如，液体电解液的主要成分为碳酸酯，易燃、易挥发、反应活性高，在一定条件下会燃烧甚至爆炸。目前，解决的方法是采用其他电解质材料来代替有机液体电解液发展固态电池，比如聚合物电解质、无机固体电解质等，通过降低电解质与电极的反应活性、抑制电解液的可燃特性等提高锂离子电池的安全性能。
2、聚合物电解质是通过在聚合物基体中添加锂盐，锂离子在聚合物基体中的定向移动实现离子传导的一类电解质材料，由于聚合物材料具有较好的粘弹性和可塑性，易于加工，且成本较低，成为一类最有可能替代有机液体电解液的电解质材料，但是纯固态的聚合物电解质难于获得较高的室温离子电导率，且锂离子迁移数较低(一般小于0.4)，容易产生电极极化，限制了聚合物电解质的实际应用。
3、除此之外，界面问题始终是困扰固态电解质发展的重要难题之一。界面问题不仅包括固态电解质-锂金属界面，还包括固态电解质-正极颗粒的界面问题。受到固态聚合物电解质的刚性特征限制，其往往不似液态电解液可以与电极活性物质形成良好的电极/电解质界面，从而大大延缓了电化学反应过程和界面处的电子/离子交换。简单地将聚合物固
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，提供了固态电池及其二次聚合制备方法，利用原位固态化的策略，设计了一种基于聚合物电解质的固态电池。其构思在于在预先制备的电池结构中加入预聚单体先进行预聚合形成低聚物后，进行化成、抽气后封装，再经过辐射聚合实现完全聚合与固态化。
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、一种固态电池的二次聚合制备方法，在电池结构中加入含有单体和锂盐的聚合物单体体系，所述聚合物单体体系与极片浸润后进行预聚合，随后进行化成、抽气、封装，再进行完全聚合并固态化，得到固态电池。
4、优选地，所述的预聚合过程包括热引发聚合、光引发聚合或辐射引发过程(即辐照聚合)等。当预聚合过程为辐照聚合时，辐射源可选择co60、th232等，辐射剂量为10～20kgy。
5、优选地，所述的完全聚合过程为辐照聚合，辐射源可选择co60、th232等，辐射剂量为0.1～500kgy，例如为50～500kgy。
6、进一步地，所述聚合物单体体系中的单体为含有乙烯基、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、乙酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二缩水甘油醚等。
7、进一步地，所述聚合物单体体系中的锂盐用于离子传导，包括双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(litfsi)，双氟磺酰亚胺锂(lifsi)，二氟草酸硼酸锂(lidfob)，双草酸硼酸锂(libob)，六氟磷酸锂(lipf6)等。
8、进一步地，所述聚合物单体体系还可包括增塑剂，所述增塑剂包含非质子有机溶剂，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、乙腈、丁二腈等，其与单体的质量比为0～300，优选为0～50。
9、进一步地，所述聚合物单体体系还可包括引发剂，所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、苯偶姻或其衍生物、酰基磷氧化物、芳基碘鎓盐等，其与单体的质量比为0～10。
10、进一步地，所述聚合物单体体系中还可能包括无机陶瓷粉体如lgps型无机固态电解质、石榴石型无机固态电解质、钙钛矿型无机固态电解质、lisicon型无机固态电解质、硫银锗矿型无机固态电解质或反钙钛矿型无机固态电解质，如锂镧钛氧(llto)等，或氧化物如tio2、sio2、zno、al2o3、sno2，铁电性粉末如batio3等，含锂化合物如lialo2等，其与单体的质量比为0～100。
11、所述的电池，包括正极材料、负极材料。通常锂离子电池使用的正极材料都可以在本专利技术中使用。正极涉及的正极活性物质，可以使用能可逆地吸藏-放出(嵌入与脱嵌)锂离子的化合物，例如，可以举出用lixmo2或liym2o4(式中，m为过渡金属，0≤x≤1，0≤y≤2)表示的含锂复合氧化物、尖晶石状的氧化物、层状结构的金属硫族化物、橄榄石结构等。用于构成非水电解液二次电池的正极，例如，在上述正极活性物质中适当添加炭黑、乙炔黑等导电助剂，或聚偏氟乙烯、聚环氧乙烷等粘合剂等，配制正极合剂，将其在以铝箔等集电材料作为芯材的带状成型体上涂布后使用。但是，正极的制作方法不仅仅限于上例。
12、通常锂电池使用的负极材料都可以在本专利技术中使用。负极涉及的负极活性物质可以使用能够嵌入-脱嵌锂金属、锂的化合物以及锂金属。例如铝、硅、锡等的合金或氧化物、碳材料等各种材料等可以用作负极活性物质。氧化物可以举出二氧化钛等，碳材料可以举出石墨、热解碳类、焦炭类、玻璃状碳类、有机高分子化合物的烧成体、中间相碳微珠等。用于构成非水电解液二次电池的负极，例如，在上述负极活性物质中适当添加炭黑、乙炔黑等导电助剂，或聚偏氟乙烯、聚环氧乙烷等粘合剂等，配制负极合剂，将其在以铜箔等集电材料作为芯材的带状成型体上涂布后使用。但是，负极的制作方法不仅仅限于上例。
13、所述的电池，还可能包含隔膜材料，所用的隔膜材料基材既可以是商品化的聚烯烃类多孔聚合物膜(如聚乙烯或聚丙烯的单层或多层复合膜)、无纺布，也可以是应用于二次电池聚合物电解质的聚合物材料，如聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯醇、聚酰亚胺等，并包括由以上体系衍生的共混、共聚体系，如丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物等。
14、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
15、一种根据上述的二次聚合制备方法所制备的固态电池。
16、本专利技术所述的化成工艺化成是指锂离子电池第一次充电的过程，目的是使电池具有电化学活性。化成是在负极表面形成一层固体电解质界面膜(sei膜)，sei膜具有固体电解质性质，是电子绝缘体。但这种sei膜却是li+的优良导体，li+能够自由地通过sei膜。sei膜的重要成分是l本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固态电池的二次聚合制备方法，其特征在于：在电池结构中加入含有单体和锂盐的聚合物单体体系，所述聚合物单体体系与极片浸润后进行预聚合，随后进行化成、抽气、封装，再进行完全聚合并固态化，得到固态电池。
2.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述预聚合通过热引发、光引发或辐射引发。
3.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述完全聚合通过辐射引发。
4.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述预聚合通过辐射引发，辐射剂量为10～20KGy；所述完全聚合通过辐射引发，辐射剂量为50～500KGy。
5.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述单体包括丙烯酸酯、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、乙酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或聚丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述
7.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述聚合物单体体系还包括增塑剂，所述增塑剂包括碳酸乙烯酯、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、乙腈或丁二腈中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述聚合物单体体系还包括引发剂，所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、苯偶姻或其衍生物、酰基磷氧化物或芳基碘鎓盐中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述聚合物单体体系还包括LGPS型无机固态电解质、石榴石型无机固态电解质、钙钛矿型无机固态电解质、LISICON型无机固态电解质、硫银锗矿型无机固态电解质、反钙钛矿型无机固态电解质、TiO2、SiO2、ZnO、Al2O3、SnO2、BaTiO3或LiAlO2中的至少一种。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的二次聚合制备方法所制备的固态电池。
...【技术特征摘要】
1.一种固态电池的二次聚合制备方法，其特征在于：在电池结构中加入含有单体和锂盐的聚合物单体体系，所述聚合物单体体系与极片浸润后进行预聚合，随后进行化成、抽气、封装，再进行完全聚合并固态化，得到固态电池。
2.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述预聚合通过热引发、光引发或辐射引发。
3.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述完全聚合通过辐射引发。
4.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述预聚合通过辐射引发，辐射剂量为10～20kgy；所述完全聚合通过辐射引发，辐射剂量为50～500kgy。
5.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述单体包括丙烯酸酯、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、乙酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或聚丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的二次聚合制备方法，其特征在于：所述锂盐包括双(三氟甲基磺酰)亚胺锂...
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