改性全固态锂离子电池及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113937343A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111166347.X(22)申请日2021.09.30(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人王祖华(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人张美月(51)Int.Cl.H01M10/056(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图1页(54)发明名称改性全固态锂离子电池及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种改性全固态锂离子电池及其制备方法。包括：将第一电解质浆料涂布在含有正极活性材料的正极极片的一侧表面，得到第一电解质层，其中，第一电解质浆料包括第一陶瓷电解质、第一有机粘结剂、无机增粘剂和第一溶剂；第一电解质浆料的粘度为50～3000mPa·s；使含有第一电解质层的正极极片与负极极片组装成锂离子电池半成品；将第二电解质浆料注入电池半成品，使第二电解质浆料固化后，得到改性全固态锂离子电池。改性全固态锂离子电池中正极材料/固态电解质的界面接触以及负极极片/固态电解质的界面接触良好，界面电阻低，具有更优异的电化学性能。同时，固态电解质在电芯内部体积占用小，不会造成能量密度损失。CN113937343ACN113937343A权利要求书1/2页1.一种改性全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述改性全固态锂离子电池的制备方法包括：将第一电解质浆料涂布在含有正极活性材料的正极极片的一侧表面，得到第一电解质层，其中，所述第一电解质浆料包括第一陶瓷电解质、第一有机粘结剂、无机增粘剂和第一溶剂；所述第一电解质浆料的粘度为50～3000mPa·s；使含有所述第一电解质层的正极极片与负极极片组装成锂离子电池半成品；将第二电解质浆料注入所述电池半成品，使所述第二电解质浆料固化后，得到所述改性全固态锂离子电池。2.根据权利要求1所述的改性全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述第一电解质浆料中，所述第一陶瓷电解质、所述第一有机粘结剂与所述无机增粘剂的重量比为(75～85):(5～15):(5～15)；优选地，所述第一陶瓷电解质选自锂镧锆氧、锂镧钛氧、锂镧锆钛氧、磷酸钛铝锂、硫磷锗锂和卤化锂组成的组中的一种或多种；所述第一有机粘结剂选自聚四氟乙烯、聚四氟乙烯‑六氟丙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈和聚乙烯醇组成的组中的一种或多种；所述无机增粘剂选自气相纳米氧化硅和/或锂皂石；优选地，所述第一溶剂选自N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺、甲苯和四氢呋喃组成的组中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的改性全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，按占所述第一陶瓷电解质、所述第一有机粘结剂与所述无机增粘剂总重量的百分含量计，所述无机增粘剂为10～15％；优选地，所述无机增粘剂的D50为20～50nm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的改性全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述第一有机粘结剂为重均分子量为20～50万的低分子量聚合物和重均分子量为100～150万的高分子量聚合物，优选地，二者的重量比为1:(0.2～1)。5.根据权利要求1所述的改性全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述第二电解质浆料包括预聚体、锂盐、第二溶剂和引发剂；优选地，所述预聚体选自环氧类低聚物、丙烯腈类低聚物和丙烯酸酯类低聚物组成的组中的一种或多种，且所述预聚体的聚合度为2～10；更优选地，当所述预聚体为所述环氧类低聚物时，所述环氧类低聚物的环氧当量为2～5。6.根据权利要求5所述的改性全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述预聚体选自环氧乙烯低聚物、环氧丙烯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、环氧磷酸酯低聚物、丙烯腈低聚物、乙二醇丙烯酸酯低聚物、乙二醇二甲基丙烯酸酯低聚物和丙烯酸甲酯低聚物组成的组中的一种或多种。7.根据权利要求5所述的改性全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述预聚体、所述锂盐和所述引发剂的重量比为(80～100):(1～10):(0.01～0.1)；优选地，所述第二溶剂选自氟代碳酸乙烯酯、四氟丙醇、八氟戊醇和碳酸乙烯酯组成的组中的一种或多种；所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、氟化锂、高氯酸锂、双三氟甲基磺酸亚胺锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂组成的组中的一种或多种；所述引发剂选自2CN113937343A权利要求书2/2页过氧化苯甲酰和/或偶氮二异丁腈。8.根据权利要求1至7中任一项所述的改性全固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，第一电解质层的厚度为18～25μm，所述第二电解质浆料的注入密度为3～7g/m2。9.根据权利要求1所述的改性全固态锂离子电池