[发明专利]一种固态锂离子电池的制备工艺

说明书

本发明公开了一种固态锂离子电池的制备工艺，所述的制备工艺包括固态电解质浆料的制备、电极极片的制备以及固态锂离子电池的制备。本发明采用直接将制备好的固态电解质浆料通过静电纺丝在电极极片表面成膜，有效地增加了电极/固态电解质膜界面相容性，降低电极/固态电解质膜界面阻抗，通过热压进一步使电极/固态电解质膜界面结合更紧密，显著提高了固态电解质室温离子电导率，同时本发明采用静电纺丝制备方法简单，生产效率高，所制备的固态锂离子电池电化学性能优异，易于实现产业化。

技术领域

本发明属于固态锂离子电池技术领域，具体涉及到一种固态锂离子电池的制备工艺。

背景技术

现今，锂离子电池生产商不断的追求电池能量密度的提升，但是在这个过程中，安全问题一直制约着高能量密度锂离子电池的发展。如今，所采用的商用锂离子电池使用了易燃的有机电解质及有机溶剂，容易引发安全问题，导致电动汽车发生火灾，因此用不可燃的无机、陶瓷固体电解质取代有机电解质，组装全固态锂离子电池，有望最终解决锂离子电池的安全问题提升锂离子电池的能量密度。但目前固态锂离子电池普遍先制备固态电解质膜，然后再与正负极极片组装成固态锂离子电池。采用上述制备工艺，容易造成电极/固态电解质膜界面阻抗较高，不利于锂离子传输，因此需要开发一种新的制备工艺改善电极/固态电解质膜界面相容性，降低电极/固态电解质膜界面阻抗，提高固态电解质室温离子电导率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种固态锂离子电池的制备工艺，旨在改善电极/固态电解质膜界面相容性，降低电极/固态电解质膜界面阻抗，提高固态电解质室温离子电导率。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种固态锂离子电池的制备工艺，包括以下步骤：

（1）固态电解质浆料的制备：将有机聚合物电解质溶解于有机溶剂中，然后将无机固态电解质和锂盐依次加入至溶液中，搅拌均匀，得到固态电解质浆料；

（2）电极极片的制备：将活性材料、导电剂、粘接剂加入至溶剂中，搅拌均匀，然后涂覆于集流体表面，干燥得到电极极片；

（3）固态锂离子电池的制备：将步骤（1）所制备的固态电解质浆料通过静电纺丝涂覆在步骤（2）所制备的电极极片表面，在80℃真空干燥箱中烘烤2~24h，再将涂覆有固态电解质的电极极片贴合在一起，继续干燥4~12h，然后在一定温度下将贴合好的电极片热压1~20min，最后采用铝塑膜作为封装材料，抽真空、热封，制备得到固态锂离子电池。

所述的有机聚合物电解质为聚氧乙烯、聚甲基丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯）、聚四氟乙烯、聚酰亚胺中的一种或多种。进一步地，所述的有机聚合物电解质为聚氧乙烯、聚甲基丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯）中的一种或多种。

所述的无机固态电解质为锂镧钛氧、锂镧锆氧和钽掺杂的锂镧锆氧中的一种或几种。进一步地，所述的无机固态电解质为锂镧钛氧、锂镧锆氧和钽掺杂的锂镧锆氧中的一种或几种。

所述的锂盐为双（三氟甲基磺酰）亚胺锂、二氟甲基磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、高氯酸锂中的一种或多种。进一步地，所述的锂盐为双（三氟甲基磺酰）亚胺锂、二氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种。

所述的电极极片包括正极极片和负极极片，所述正极极片的活性材料为镍钴锰酸锂、镍钴锰酸铝、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂中的一种或多种，所述负极极片的活性材料为天然石墨、人造石墨、硅炭复合材料中的一种或多种。进一步地，所述的电极极片包括正极极片和负极极片，所述正极极片的活性材料为镍钴锰酸锂、镍钴锰酸铝中的一种或多种，所述负极极片的活性材料为人造石墨、硅炭复合材料中的一种或多种。

所述的静电纺丝工作距离为5~25cm。进一步地，所述的静电纺丝工作距离为10~20cm。

所述的静电纺丝工作电压为10KV~30KV。进一步地，所述的静电纺丝工作电压为15KV~25KV。