[发明专利]一种凝胶态聚合物锂离子电池及其制作方法

权利要求书

1.一种凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，包括以下步骤：

A，将丙烯酸酯单体和热引发剂充分溶解于N-甲基吡咯烷酮或异丙醇中，得到单体溶液；

B，将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮和导电剂搅拌均匀，充分溶解后加入正极活性物质，搅拌均匀后，再加入单体溶液，继续搅拌，得到正极浆料，将正极浆料均匀地涂布在铝箔上，进行烘烤，得到正极极片；

C，将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮和导电剂搅拌均匀，充分溶解后加入负极活性物质，搅拌均匀后，再加入单体溶液，继续搅拌，得到负极浆料，将负极浆料均匀地涂布在铜箔上，进行烘烤，得到负极极片；

D，将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶解于有机溶剂中，加入交联剂聚乙二醇丙烯酸酯，经充分溶解后制得聚合物胶液，将此聚合物胶液均匀地涂覆在隔膜的两面，烘干处理；

E，将上述正极极片、烘干的隔膜和负极极片通过卷绕制成裸电芯，经铝塑膜包装注电解液后，用热封机四周密封，从而使丙烯酸酯单体、热引发剂、交联剂和电解液发生热聚合交联反应和凝胶化反应，形成凝胶聚合物电解质，同时将正极极片、隔膜和负极极片紧密粘连在一起；

F，将凝胶聚合物电解质经过预充、抽气、续充和老化步骤即可制得凝胶态聚合物锂离子电池成品。

2.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，所述的步骤B和步骤C中，所述正极浆料、负极浆料的搅拌均在反应釜内进行，釜内温度不高于35℃。

3.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，所述的步骤B和步骤C中，烘烤温度不高于60℃。

4.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，步骤A中所述的丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和/或甲基丙烯酸苯甲酯；所述的热引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰和/或过氧化十二酰。

5.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，步骤B和步骤C中，所述的正极活性物质为锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂钴镍氧化物、锂钴镍锰氧化物和/或锂铁磷酸盐；负极活性物质为人造石墨或天然石墨。

6.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，所述的步骤A中热引发剂的质量为丙烯酸单体质量的0.1~5%。

7.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，步骤B中所述单体溶液中丙烯酸单体的质量占正极浆料干粉总质量的0.1~10%，步骤C中所述单体溶液中丙烯酸单体的质量为负极浆料干粉总质量的0.1~10%。

8.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，步骤D中聚偏氟乙烯-六氟丙烯分子量为10万到60万，聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量占有机溶剂的0.1~10%；有机溶剂为丙酮、NMP、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和/或碳酸二甲酯，交联剂聚乙二醇丙烯酸酯分子量为200~5000；聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚乙二醇丙烯酸酯的质量比为1：9~9：1。

9.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，步骤D中聚乙二醇丙烯酸酯为聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二乙基丙烯酸酯和/或聚乙二醇二丙基丙烯酸酯。

10.根据权利要求1所述的凝胶态聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于，步骤E中热聚合交联反应和凝胶化反应是在温度为65~120℃，压强为0.15~0.45MPa的条件下进行，反应时间为2~200分钟。

11.一种凝胶态聚合物锂离子电池，其中包括铝塑膜、裸电芯，所述的裸电芯由正极极片、隔膜、负极极片卷绕制成，所述的裸电芯设置在密封的铝塑膜内部，其特征在于，还包括凝胶聚合物电解质，所述的凝胶聚合物电解质设置在铝塑膜内，所述裸电芯固定在凝胶聚合物电解质内。

12.根据权利要求11所述的凝胶态聚合物锂离子电池，其特征在于，所述的凝胶聚合物电解质由铝塑膜内的电解液和涂布在隔膜二面的交联剂以及正极极片和负极极片上的丙烯酸酯单体和热引发剂发生热聚合交联反应和凝胶化反应形成。

13.根据权利要求12所述的凝胶态聚合物锂离子电池，其特征在于，所述的热引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰和过氧化十二酰中的一种。