[发明专利]一种全固态锂离子电池的制备方法在审

专利信息
申请号: 201910848391.5 申请日: 2019-09-09
公开(公告)号: CN110556514A 公开(公告)日: 2019-12-10
发明(设计)人: 陈伟;王海文;范进雷 申请(专利权)人: 江西中汽瑞华新能源科技有限公司
主分类号: H01M4/1391 分类号: H01M4/1391;H01M4/1397;H01M4/04;H01M10/0562;H01M10/42;H01M10/0585;H01M10/0525
代理公司: 11390 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人: 胡剑辉
地址: 334000 江西*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 涂覆 全固态锂离子电池 含锂化合物 正极片 离子电导率 正极片表面 电池 粘结剂 溶剂 组装 循环寿命测试 电化学性能 固态电解质 充分混合 叠片工艺 化成处理 循环性能 制备过程 成膜剂 负极片 烘干 内阻 热压 软包 制备
【说明书】:

发明公开了一种全固态锂离子电池的制备方法,具体制备过程如下:将含锂化合物、粘结剂溶于溶剂制成溶液;将所得的溶液充分混合后涂覆于正极片上,干燥,涂覆厚度1‑10μm,得到正极片;将固态电解质、含锂化合物、成膜剂、粘结剂溶于溶剂中成溶液;将所得溶液涂覆于步骤2所得正极片表面,烘干,涂覆厚度1‑20μm;采用叠片工艺热压组装上述的正极片和负极片获得5Ah软包全固态锂离子电池,将组装后的电池进行化成处理后,对其进行倍率和循环寿命测试。本发明得到的全固态锂离子电池具有较高的离子电导率和良好的循环性能,正极片表面的含锂化合物层具有较高的离子电导率,能够有效较低电池的内阻,提高了电池的电化学性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池制备领域,涉及一种全固态锂离子电池及其制作方法。

背景技术

当前运输设备对安全与清洁储能的需求远超以往。从基于化石能源的汽车到混合动力汽车,再到纯电动汽车,人类急需安全清洁的能源来缓解化石能源消耗、温室气体排放和日益严重的城市环境压力。在新能源汽车中,储能电池作为核心部件,决定了新能源汽车的发展进程。新能源汽车电池需要满足安全、高能量密度、循环寿命长等特点,而固态锂电池是为数不多的最有希望的解决方案之一。传统锂离子电池含有大量可燃有机液态电解液,存在易泄露、易腐蚀、可靠性低的问题,一旦泄露,极易燃烧、爆炸。而固态电池正负极和电解质均是固态,由于其材料本身特性,即使在极端条件下(例如冲击、穿刺、高温等)也难以爆炸。因此,高安全性的固态电池是极具潜力的发展方向。

虽然全固态锂离子电池在多方面表现出明显优势,但同时也有一些迫切需要解决的问题:固态电解质离子电导率偏低,固态电解质/电极间界面阻抗大,界面相容性较差,现阶段的电池制备成本较高等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全固态锂离子电池的制备防止,得到的全固态锂离子电池具有较高的离子电导率和良好的循环性能,正极片表面的含锂化合物层具有较高的离子电导率,能够有效较低电池的内阻,提高了电池的电化学性能,同时固态电解质采用涂布方式直接涂覆于正极表面,冲裁成片后正负极片直接叠加制成电芯,可大大简化工艺,可提高生产效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种全固态锂离子电池的制备方法,具体制备过程如下:

步骤1:将含锂化合物、粘结剂溶于溶剂制成溶液;

步骤2:将步骤1所得的溶液充分混合后涂覆于正极片上,干燥,涂覆厚度1-10μm,得到正极片;

步骤3:将固态电解质、含锂化合物、成膜剂、粘结剂溶于溶剂中成溶液;

步骤4:将步骤3所得溶液涂覆于步骤2所得正极片表面,烘干,涂覆厚度1-20μm;

步骤5:采用叠片工艺热压组装上述的正极片和负极片获得5Ah软包全固态锂离子电池,将组装后的电池进行化成处理后,对其进行倍率和循环寿命测试。

进一步地,步骤1中含锂化合物为Li6MgLa2Ta2O12、Li5La3Ta2O12、Li6BaLa2Ta2O12、LiAlO2中的任意一种;

进一步地,步骤1中粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺的一种或几种;

进一步地,步骤1中的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮中的一种或几种;

进一步地,步骤1中含锂化合物、粘结剂、溶剂的质量比为10-50:1-10:89-40;

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