[发明专利]纽扣电池的制备方法及其纽扣电池

说明书

本发明涉及电池领域，公开了纽扣电池的制备方法及其纽扣电池。其制备方法包括以下步骤：提供共价有机框架材料，将共价有机框架材料加入含锂溶液中，对锂化处理后共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料；对锂化共价有机框架材料进行压制处理，得到固态电解质薄膜；提供正极片及负极片，对正极片、负极片及固态电解质薄膜进行裁切操作；提供底壳及顶盖，将圆形状的正极片、固态电解质薄膜及负极片放置于底壳中，将顶盖盖合于底壳中，并进行封口操作，得到纽扣电池。本发明制备得到的电解质薄膜具有良好的低温导离子导电性，组装得到的纽扣电池表现出良好的循环稳定性，提高了纽扣电池的倍率性能及循环寿命。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种纽扣电池的制备方法及其纽扣电池。

背景技术

目前，一般的锂电池通常采用有机液体作为电解质，也称为电解液，该电解质和电极材料在充放电过程中容易发生副反应，导致电池容量出现不可逆衰减，同时电池在长期服役过程中，有机液体电解质会出现挥发、干涸、泄露等现象，影响电池寿命，另一方面，传统锂电池无法使用高能量密度的金属锂作为负极材料，在电池循环中，由于金属锂表面电流密度及锂离子分布不均匀等因素，金属锂电极反复溶解、沉积容易形成不均匀的孔洞和枝晶，枝晶会刺穿隔膜，到达电池正极造成电池短路、热失控、着火爆炸等一系列安全隐患，随着人们对锂电池性能及安全性的要求越来越高，固态电解质受到了人们的关注，用固态电解质代替液体电解质是获得高能量密度、安全性和长循环寿命的全固态锂电池的根本途径，固态电解质组装制成的全固态锂电池可以避免液体电解质带来的负效用，提高电池的安全性和服役寿命。

然而，共价有机框架(COF)材料因其有机单体丰富的可设计性、晶体材料的有序性和规整性以及共价键形式的多样性在气体的储存与分离、非均相催化、储能材料、光电、等领域已经有了广泛的研究并展现出优异的应用前景，而其刚性结构和一维周期性通道以及相变稳定性，也使其有望成为低温SE的潜在候选者，采用共价有机框架(COF)材料作为固体电解质(SE)时，其具有孔隙率、结构可调性和稳定的优势，但是，现有的共价有机框架一般不具有导锂功能，会影响材料的电导率及稳定性，从而影响制备得到的锂电池的性能及品质，因此，对共价有机框架材料进行改进是非常必要的，从而才能制备得到性能更优的锂电池。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种有利于提高循环稳定性，得到电导率优良及倍率性能更好的纽扣电池的制备方法及其纽扣电池，其纽扣电池循环寿命更好，使用寿命长。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种纽扣电池的制备方法，包括以下步骤：

提供共价有机框架材料，将所述共价有机框架材料加入含锂溶液中，进行锂化处理，对锂化处理后所述共价有机框架材料进行洗涤后，再进行干燥处理，得到锂化共价有机框架材料；

对所述锂化共价有机框架材料进行压制处理，得到固态电解质薄膜；

提供正极片及负极片，对所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜进行裁切操作，得到圆片状的所述正极片、所述负极片及所述固态电解质薄膜；

提供底壳及顶盖，将圆形状的所述正极片、所述固态电解质薄膜及所述负极片放置于所述底壳中，将所述顶盖盖合于所述底壳中，并进行封口操作，得到纽扣电池。

在其中一种实施方式，在提供共价有机框架材料的操作中，将有机溶剂及2,2'-双(烯丙氧基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二酰肼加入反应容器中，并进行加热搅拌操作，得到第一混合液，向所述第一混合液中加入3-巯基丙酸及光引发剂，并采用紫外光照射引发反应，得到第二混合液，对所述第二混合液进行蒸发结晶操作，得到共价有机框架材料晶体，再对所述共价有机框架材料晶体进行洗涤操作，得到洁净的共价有机框架材料。

在其中一种实施方式，所述有机溶剂为2,4,6-三甲羰基苯酚及2,6-二甲羰基苯酚中的至少一种。