[发明专利]凝胶电解质电芯的制备方法

说明书

本发明提供一种凝胶电解质电芯的制备方法，其包括制备混合液C与电解液D；混合液C包括液态混合物A与液态混合物B，液态混合物B包括有机溶剂及混合液添加剂，混合液添加剂包括无机材料纳米颗粒；利用所述混合液C在所述正极极片和/或所述负极极片的至少一表面上形成凝胶膜；及所述凝胶膜吸收所述电解液D形成含驻液的凝胶电解质膜，所述含驻液的凝胶电解质膜用以制备凝胶电解质电芯。本发明所提供的凝胶电解质电芯、凝胶聚合物锂离子电池及电动车所包括的凝胶电解质膜的吸液量高，电导率可达到3～7×10^‑3S/cm，电化学窗口范围宽。所述凝胶聚合物锂离子电池及电动车的安全性能高。

【技术领域】

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种凝胶电解质电芯、凝胶聚合物锂离子电池及其制备方法、电动车。

【背景技术】

进入21世纪，随着世界经济的发展，人民生活水品的提高，能源供给与能源需求之间的矛盾日益尖锐。同时，燃烧煤、石油和天然气为代表的化石燃料带来的空气污染、温室效应等全球问题严重破坏了人类的生存环境。为了应对益严峻的“能源危机”和日益严格的环境保护要求，各国政府纷纷出台新的能源政策，鼓励发展新型绿色能源。化学电源(电池)作为一种可以便利快捷地存储化学能，并可将储存的化学能高效、无污染地转化为电能储存。在众多化学电源中，锂离子电池具有能量密度高、输出电压高、输出功率大、自放电效应小、工作温度宽、无记忆效应和环境友等特点，已被广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等便携式电子设备中。而随着科技社会的进一步发展与化石能源的快速衰减，锂离子电池也作为目前受到广泛关注的电动汽车以及混合电动汽车所需的轻型高能动力电源进行了系统深入的研发与商业化生产。

锂离子电池有机液体电解质在电池滥用、内部短路及过热情况下容易发生漏液导致电池着火爆炸事故的发生，安全性有待提高。作为一种特殊的物质形态，凝胶既不是液体也不是固体，但是也可以反过来说其既是液体也是固体，这种二元性保证了凝胶既具有固体的粘结性，也具有液体扩散传输物质的性质。由此发展起来的凝胶聚合物电解质电池能显著提高液体电解质锂离子电池的安全性能,其凝胶电解质易于加工成各种形状的薄膜,进而制成超薄、形状各异的电池,以适应电子产品微型化、薄型化、轻型化的发展。

现有技术中公开了一种锂离子电池凝胶电解质及其含该凝胶电解质的锂离子电池的制备方法。其所涉及的凝胶电解质包括液态电解质、聚合物组分和引发剂，其凝胶电解质须在使用前一个月加入引发剂制得，其电池组装包括凝胶电解质制备、裸电芯制备、入壳封装、烘烤、注入凝胶电解质、封口、高温引发聚合、化成、整形、除气等，得到凝胶电解质锂离子电池。该方法的凝胶电解质制备周期长，采用热聚合工艺可能存在发生热胀、热鼓现象而影响电池性能,而且热聚合反应通常不是很彻底,残留的单体反过来会影响整个电池的电化学性能。现有技术中还公开了以PAN(过氧乙醯硝酸,PeroxyAcetyl Nitrate)为骨架基体的凝胶聚合物电解质，先将PAN做成微孔膜，再将其浸泡于自制的液态电解液中，5～60min，凝胶电解质制备完成，该工艺简单，先做微孔膜，再浸泡吸液，最后将吸液后的膜与极片一起组装成电池，能够有效避免热聚合工艺的缺陷，但是微孔膜的吸液量以及凝胶电解质膜与极片基体的界面相容性很难控制。

【发明内容】

为克服目前凝胶电解质与极片界面相容性不佳的问题，本发明提供一种凝胶电解质电芯、凝胶聚合物锂离子电池及其制备方法，及电动车。