[发明专利]一种应用于柔性固态锂电池的正极极片及其制备方法

说明书

本发明公开了本发明一种应用于柔性固态锂电池的正极极片，其特征在于：此正极极片由以下材料制成，包括：活性物质，快离子导体，导电剂，成膜剂，锂盐以及溶剂，本发明还公开了浆料制备、涂布烘烤、集流体制备、保存。本发明所达到的技术效果是：按照上述方法所制备的极片，可自支撑成膜具有很好的柔性，同时快离子导体、和成膜剂混合的锂盐均匀分散在极片中，能够很好的提供锂离子通道，使极片在不需要电解液的情况下就有很好的离子导电性能，因此这种极片适合应用于固态锂离子电池中。

技术领域

本发明涉及新能源锂电领域，涉及一种应用于柔性固态锂电池的正极极片，尤其涉及一种应用于柔性固态锂电池的正极极片的制备方法。

背景技术

近年来智能终端设备不断发展，更新换代的速度越来越快，器件和设备的柔性化一直是产品开发人员和消费者所共同追求的目标，在柔性显示、和柔性可穿戴设备领域近年来取得了不小的技术进步，然而伴随柔性设备的柔性电池一直未能真正的实现柔性化，这极大了限制了柔性产品的开发。锂离子二次电池因其具有可充电、能量密度高、寿命长等优点而被广泛应用，但是柔性锂离子二次电池仍然没有成功的产品开发出来。其中一个最主要的原因就是目前还没有制备出具有很好柔性的正极极片，传统的正极极片在弯折、扭曲过程中活性物质极易从集流体上剥落，这样导致了电池在弯折、扭曲后性能急剧下降，甚至会产生安全问题。

固态锂离子电池相比于传统的液态锂离子电池由于采用了固态电解质代替电解液，更安全，能量密度更高，同时由于固态电解质可以是具有柔韧性非常好的聚合物膜，因而具有可柔性化的特点。目前固态柔性电池一般是采用在柔性基材上依次镀上正极材料、电解质材料和负极材料这种镀膜的方式制备，这样制备的电池虽然具有一定的柔性，但是容量小，而且成本偏高。要想制备出大容量、低成本的柔性固态电池，柔性极片的制备是关键。

发明内容

本发明的目的是：针对上述不足，提供一种应用于柔性固态锂电池的正极极片及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用于柔性固态锂电池的正极极片，此正极极片由以下材料制成，包括：活性物质，快离子导体，导电剂，成膜剂，锂盐以及溶剂。

所述活性物质为钴酸锂，磷酸亚铁锂，三元正极材料中的一种，其质量占比为80％-95％。

所述快离子导体为锂镧锆氧，锂镧锆钽氧，锂镧钛氧，掺铝的锂镧钛氧等无机快离子导体材料中的一种，粉体粒径为0.3微米～1微米，质量占比为1％-5％。

所述导电剂为乙炔黑，碳纤维，碳纳米管，石墨烯其中的一种或者几种的混合物，质量占比为1％-5％。

所述成膜剂为聚氧化乙烯，聚偏氟乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或其中两种按比例的混合物，质量占比为1％-10％。

所述锂盐为Li-TFSI，LiClO4，LiPF6，LiBO4，LiAsF6中的一种，质量占比为1％-8％。

所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮溶剂，其中溶剂中由活性物质，快离子导体，导电剂，成膜剂组成的固体材料占比为30％-50％。

一种应用于柔性固态锂电池的正极极片的制备方法，其特征在于：

步骤一、浆料制备：将成膜剂溶入到溶剂中，进行搅拌溶解，待其溶解后，加入导电剂，进行搅拌分散后，加入快离子导体继续进行分散搅拌，分散均匀以后加入活性物质，再进行充分搅拌，之后将得到的浆料再加入剩余的溶剂中，调节其固体含量的质量比为30％-50％，黏度为10000，最后加入锂盐进行搅拌；

步骤二、涂布烘烤：将制备好的浆料进行涂布，涂布基材选择离型膜，涂布环境控制湿度露点在-20°以下，然后经过烘烤成膜，烘烤分为80℃烘烤、110℃烘烤，130℃烘烤，80℃四个阶段进行烘烤，烘烤时间分别为1min，3min，5min和3min；