一种凝胶电解质电芯的制备方法及其应用.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CN113871706A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111009885.8(22)申请日2021.08.31(71)申请人湖南立方新能源科技有限责任公司地址412000湖南省株洲市天元区创业大道128号天易科技城自主创业园J地块(72)发明人闫鹏胡海波曾涛(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人潘俊达郭宝煊(51)Int.Cl.H01M10/0565(2010.01)H01M10/058(2010.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种凝胶电解质电芯的制备方法及其应用(57)摘要本发明提供了一种凝胶电解质电芯的制备方法及其应用，包括以下步骤：S1、将温度≤5℃的液态凝胶电解液加入电芯中，一封；S2、将一封后的电芯置于温度≤5℃的环境中，静置时间≥6h；S3、于温度≤10℃的环境下进行充电化成，化成压力为0.1～1.3MPa，充电电流≤0.2C；S4、化成后除气二封，静置以进行聚合反应，将所述液态凝胶电解液转变为凝胶电解质，完成电芯的制备。相比于现有技术，本发明通过低温来减缓共聚反应的速率，使得液态的电解液转变成凝胶前先充分浸润极片和隔膜，由此解决了目前凝胶电解液的共聚物在聚合前无法充分分散到电芯内部，导致锂离子传输通道受阻，引发负极局部析锂的问题。CN113871706ACN113871706A权利要求书1/1页1.一种凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将温度≤5℃的液态凝胶电解液加入电芯中，一封；S2、将一封后的电芯置于温度≤5℃的环境中，静置时间≥6h；S3、于温度≤10℃的环境下进行充电化成，化成压力为0.1～1.3MPa，充电电流≤0.2C；S4、化成后除气二封，静置以进行聚合反应，将所述液态凝胶电解液转变为凝胶电解质，完成电芯的制备。2.根据权利要求1所述的凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于，步骤S1中，将所述液态凝胶电解液注入所述电芯前，先将所述电芯置于温度≤5℃中，静置时间≥1h。3.根据权利要求2所述的凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于，步骤S1中，在所述电芯静置前，先对所述电芯进行真空烘烤，使得所述电芯的水含量测试合格。4.根据权利要求2所述的凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于，步骤S1中，将所述液态凝胶电解液注入所述电芯前，先将所述液态凝胶电解液置于温度为‑30～5℃中，静置时间≥1h。5.根据权利要求1所述的凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于，步骤S2中，静置的环境温度为‑30～5℃。6.根据权利要求1～5任一项所述的凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于，步骤S3中，化成的环境温度为‑30～10℃。7.根据权利要求6所述的凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于，步骤S4中，聚合反应的环境温度大于化成的环境温度，和/或聚合反应的环境压力大于化成压力。8.根据权利要求7所述的凝胶电解质电芯的制备方法，其特征在于，步骤S4中，聚合反应的环境温度为20～90℃，聚合反应的环境压力为0.15～1.5MPa；聚合反应时间为0.5～100h。9.一种凝胶电解质电池，其特征在于，包括由权利要求1～8任一项所述的凝胶电解质电芯的制备方法制备得到的电芯。10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求9所述的凝胶电解质电池。2CN113871706A说明书1/5页一种凝胶电解质电芯的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种凝胶电解质电芯的制备方法及其应用。背景技术[0002]锂离子电池目前按照电解质类型可大致分为液态锂离子电池、凝胶电解质锂电池、固态电池。液态锂离子电池由于具有锂离子迁移速率快，电压平台高，能量密度高，自放电小等优点而广泛用于人们日常生活中。然而，近年来，由于液态电解液存在泄漏和腐蚀的安全隐患，在高温高压、外力挤压、过充等因素的影响下，安全事故频发。固态电池相对液态锂离子电池，采用固态电解质完全替代液态电解液，完全规避电解液泄漏的风险，热稳定性显著提升，同时充放电过程中几乎不存在副反应，循环寿命更长。但是，固态电解质电导率远低于液态电解液，目前还无法达到液态锂离子电池的应用需求。[0003]而凝胶电解质锂电池中凝胶电解质既非液体也非固体，但同时又具有液体扩散传输离子的特性又具有固体的力学强度和粘接性，有助于缓解循环后期电芯变形和膨胀等不良。因此，近年来有关凝胶电解质电池的研究越来越多。[0004]凝胶电解液前体主要由液态电解液母液、至少2种单体和引发剂构成，参见中国专利CN103872379B。聚合反应初期由于两种单体竞聚率的差异，形成的共聚物可溶于液态电解液；聚合反