System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种二次电池及其制备方法技术_技高网

一种二次电池及其制备方法技术

技术编号:45050643 阅读:2 留言:0更新日期:2025-04-22 17:35
本发明专利技术公开一种二次电池及其制备方法,包括正极极片、负极极片和电解质;所述电解质设置于所述正极极片和所述负极极片之间,所述电解质包括第一凝胶电解质膜和第二凝胶电解质膜。本发明专利技术中的凝胶电解质膜能替代常规隔膜的同时,兼具优良的界面稳定性和循环性能。在负极上涂覆一层凝胶电解质膜能够提升准固态锂离子电池的界面稳定性,正极上的凝胶电解质膜中含有的无机填料也能够有效提高正极界面的抗氧化性,进一步提升准固态锂离子电池的高压循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次电池领域,具体涉及一种二次电池及其制备方法


技术介绍

1、锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命使其在市场中占据主导地位。随着全球对可持续发展的关注加剧,锂离子电池的需求持续增长,推动了相关技术的创新与进步。锂离子电池主要由正极、负极、隔离膜和电解液及外包装组成,隔膜作为隔绝正负极电子导通的重要组件,其性能直接影响电池的安全性、循环寿命和整体性能。

2、传统的聚烯烃隔膜因其优异的机械强度和化学稳定性而被广泛应用,但在高温条件下容易收缩和熔融,存在一定的安全隐患。并且在电芯的卷绕和循环膨胀过程中,隔膜易产生褶皱,这为后续的循环使用带来严重隐患。另外,目前采用硅碳负极制备的高能量密度电芯也对隔膜的性能有了更高的要求,巨大的体积膨胀以及锂枝晶生长等问题为隔膜带来新的挑战。因此,开发高性能安全的隔膜是目前锂离子电池发展的难点之一。

3、因此,确有必要开发一种二次电池,其电解质能替代常规隔膜的同时,还具有优良的高压循环性能。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于:针对现有技术的不足,提供一种二次电池,其电解质能替代常规隔膜的同时,还具有优良的高压循环性能。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:

3、一种二次电池,包括正极极片、负极极片和电解质;所述电解质设置于所述正极极片和所述负极极片之间,所述电解质包括第一凝胶电解质膜和第二凝胶电解质膜。

4、优选地,所述第一凝胶电解质膜设置于所述负极极片,所述第二凝胶电解质膜设置于所述正极极片。

5、优选地,所述第二凝胶电解质膜的厚度大于所述第一凝胶电解质膜的厚度。

6、优选地,所述第一凝胶电解质膜的厚度为3-6μm,所述第二凝胶电解质膜的厚度为5-8μm。

7、优选地,所述凝胶电解质膜的厚度与极片的厚度比值为1:(10-50)。

8、优选地,所述电解质包括以下重量份的原料组成:

9、

10、优选地,所述光固化树脂为双酚a二甘醇环氧树脂、三甘醇二胺二苯甲烷环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、二甲基硅氧烷和三甲基硅氧基硅酸盐中的至少一种。

11、优选地,所述锂盐为lipf6、libob、libf4、libob、litfsi、liclo4、liasf6、licf3so3、lin(cf3so2)2中的至少一种。

12、优选地,所述有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种。

13、优选地,所述无机填料为al2o3、zro2、la2o3和tio2中的至少一种;和/或,所述无机填料的粒径为50-900nm。

14、优选地,所述聚合物为聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种;

15、和/或,所述光引发剂为二芳基碘鎓盐、苯基二甲苯甲酮、1-羟基环己基苯基甲酮和二苯甲酰氧化物中的至少一种。

16、优选地,所述造孔剂为可挥发性有机化合物和/或聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚氨酯中的至少一种;

17、和/或,所述分散剂为十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、聚丙烯酸和(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷中的至少一种。

18、此外,本专利技术还提供一种二次电池的制备方法,包括以下步骤:

19、步骤s1、将负极无机填料与分散剂加入有机溶剂中,分散均匀后制得第一浆料,将正极无机填料与分散剂加入有机溶剂中,分散均匀后制得第二浆料;

20、步骤s2、将光固化树脂、电解质、粘结剂、光引发剂和造孔剂加入第一浆料中,分散均匀后得到第一电解质浆料,将光固化树脂、电解质、粘结剂、光引发剂和造孔剂加入第二浆料中,分散均匀后得到第二电解质浆料;

21、步骤s3、将第一电解质浆料和第二电解质浆料分别涂覆在负极极片的活性材料层表面和正极极片的活性材料层表面,静置,在45-75℃下加热0.5-2h,再置于紫外线下固化,其中,时间为0.1-1h,即制得正极极片和负极极片;

22、步骤s4、将正极极片和负极极片按顺序叠放好,其中电解质位于正极极片和负极极片中间起到安全隔离的作用,卷绕得到裸电芯,使用铝塑膜顶侧封后,注入电解液并封装,制得所述的二次电池;

23、其中,步骤s1中,所述负极无机填料与正极无机填料的重量份数比为1:(2-5)。

24、相比于现有技术,本专利技术的有益效果在于:本专利技术中的凝胶电解质膜能替代常规隔膜的同时,兼具优良的高压循环性能。当电池循环时,锂离子从正极脱出,通过光固化形成的均匀凝胶电解质膜嵌入负极,此时负极侧电解质界面处无游离态电子,则游离态锂离子不会在界面处进行沉积;在负极界面上光固化一层凝胶电解质膜能够提升准固态锂离子电池的界面稳定性,正极界面上的凝胶电解质膜中含有的无机填料也能够有效提高正极界面的抗氧化性,进一步提升准固态锂离子电池的界面稳定性。特别是,在电芯循环后期由于膨胀的影响导致电芯极片与传统隔膜之间产生间隙。这将导致电解液在拐角处断流,并发生析锂现象,严重影响电芯的长循环性能。当使用凝胶电解质膜替换传统隔膜,其与极片之间的强效结合使得电芯极片在膨胀过程中也能与电解质层紧密贴合。拐角处的电解质层结构能够延长电芯的循环寿命。

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【技术保护点】

1.一种二次电池,其特征在于,包括正极极片、负极极片和电解质;所述电解质设置于所述正极极片和所述负极极片之间,所述电解质包括第一凝胶电解质膜和第二凝胶电解质膜。

2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第一凝胶电解质膜设置于所述负极极片,所述第二凝胶电解质膜设置于所述正极极片。

3.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第二凝胶电解质膜的厚度大于所述第一凝胶电解质膜的厚度。

4.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第一凝胶电解质膜的厚度为3-6μm,所述第二凝胶电解质膜的厚度为5-8μm。

5.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述凝胶电解质膜的厚度与极片的厚度比值为1:(10-50)。

6.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电解质包括以下重量份的原料组成:

7.根据权利要求6所述的二次电池,其特征在于,所述光固化树脂为双酚A二甘醇环氧树脂、三甘醇二胺二苯甲烷环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、二甲基硅氧烷和三甲基硅氧基硅酸盐中的至少一种;

8.根据权利要求6所述的二次电池,其特征在于,所述有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种;

9.根据权利要求6所述的二次电池,其特征在于,所述聚合物为聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种;

10.一种根据权利要求1所述的二次电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

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【技术特征摘要】

1.一种二次电池,其特征在于,包括正极极片、负极极片和电解质;所述电解质设置于所述正极极片和所述负极极片之间,所述电解质包括第一凝胶电解质膜和第二凝胶电解质膜。

2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第一凝胶电解质膜设置于所述负极极片,所述第二凝胶电解质膜设置于所述正极极片。

3.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第二凝胶电解质膜的厚度大于所述第一凝胶电解质膜的厚度。

4.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第一凝胶电解质膜的厚度为3-6μm,所述第二凝胶电解质膜的厚度为5-8μm。

5.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述凝胶电解质膜的厚度与极片的厚度比值为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴希高云雷闫聪飞曾力高艳
申请(专利权)人:浙江锂威能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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