[发明专利]一种柔软型聚合物锂电池及其制备方法

权利要求书

1.一种柔软型聚合物锂电池，包括正极极片、负极极片、复合聚合物膜以及外包装铝塑膜；其特征在于：正极极片包含正极活性材料、正极粘结剂、正极导电剂和正极集流体，其中正极活性材料、正极粘结剂和正极导电剂三者形成的混合物均匀的涂覆于正极集流体表面；所述负极极片包含负极活性材料、负极粘结剂、负极导电剂和负极集流体，其中负极活性材料、负极粘结剂和负极导电剂三者形成的混合物均匀的涂覆于负极集流体表面；所述复合聚合物膜具有三层结构，中间层为薄膜基体材料、两侧外层膜由聚合物材料和无机粉末添加剂制备而得。

2.根据权利要求1所述的一种柔软型聚合物锂电池，其特征在于所述的正极极片中的正极活性材料包括LiMn₂O₄、Li(Ni_0.333Mn_0.333Co_0.333)O₂和LiCoO₂；正极粘结剂包括聚偏氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、羟基丁苯；正极导电剂包括乙炔黑、纳米碳纤维、碳纳米管；正极集流体为镀铝碳纤维布，是由碳纤维布和镀铝层组成。

3.根据权利要求1所述的一种柔软型聚合物锂电池，其特征在于所述负极极片中的负极的活性材料包括人造石墨、Li₄Ti₅O₁₂、硅碳复合材料；负极粘结剂包括聚偏氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、羟基丁苯；负极导电剂包括乙炔黑、纳米碳纤维、碳纳米管；负极集流体为镀铜碳纤维布，是由碳纤维布和镀铜层组成。

4.根据权利要求1所述的一种柔软型聚合物锂电池，其特征在于所述复合聚合物膜中的中间层薄膜基体材料包括聚丙烯、聚乙稀和无纺布；所述聚合物材料包括聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯；所述无机粉末添加剂包括二氧化硅、二氧化锆和三氧化二铝。

5.一种柔软型聚合物锂电池的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

a）正极极片的制备

将85~95wt.%正极活性材料、3~7wt.%正极粘结剂和2~6wt.%正导电剂溶于N-甲基吡咯烷酮中，充分搅拌，直至形成粘稠状浆料；再将该浆料涂于由厚度为0.2~2mm的碳纤维布和厚度为0.1~2.5μm的镀铝层组成的镀铝碳纤维布集流体上，80~120^oC真空干燥后即得到正极极片； 

b）负极极片的制备

将87~93wt.%负极活性材料、5~8wt.%负极粘结剂和2~5wt.%负极导电剂溶于N-甲基吡咯烷酮中，充分搅拌，直至形成粘稠状浆料；再将该浆料涂于由厚度为0.2~2mm的纤维布和厚度为0.1~1.5μm的镀铜层组成的镀铜碳纤维布集流体上，80~120^oC真空干燥后即得到负极极片；

c）复合聚合物膜的制备

将聚合物材料和无机粉末添加剂按照重量比(0.5~1.5)：1溶于丙酮溶液中，室温下通过磁力搅拌器搅拌均匀后在密闭容器中静止，直至形成凝胶状；将该凝胶状物体采用流延法涂于薄膜基体材料的两侧，80~130^oC烘干后用乙醇溶液对其进行萃取，80~130^oC再次烘干后得复合聚合物膜；

 d）柔软型聚合物锂电池的制备

将由c）所得到的复合聚合物膜、由a）所得到的正极极片和由b）所得到的负极极片按照图4的方式进行层叠，通过金属铝塑料复合膜进行包装后，在手套箱中注入适量电解液1Mol·L^-1 LiPF₆（体积比EC：DMC=1：1）；对金属铝塑复合膜进行热压封装，得柔软型聚合物锂电池。