[发明专利]一种聚合物锂硒电池及其制备方法

权利要求书

1.一种聚合物锂硒电池，包括：由硒基活性物质、导电添加剂和粘结剂组成的正极，由溶剂、聚合单体和锂盐组成的聚合物电解质，隔膜以及负极，其特征在于：聚合单体选自环氧乙烷和1,3-二氧戊环的混合物，环氧乙烷和1,4-二氧己环的混合物，四氢呋喃和1,3-二氧戊环的混合物，四氢呋喃和1,4-二氧己环的混合物；其中，环氧乙烷与1,3-二氧戊环、环氧乙烷与1,4-二氧己环、四氢呋喃与1,3-二氧戊环、四氢呋喃与1,4-二氧己环的体积比分别为1:3-3:1；单体与溶剂的体积比为1：1～3：1；

所述锂盐选自六氟硼酸锂与三氟甲基磺酸锂的混合物、双(三氟甲基磺酸)亚胺锂和六氟磷酸锂混合物、三氟甲基磺酸锂和四氟硼酸锂混合物；其中，三氟甲基磺酸锂、双(三氟甲基磺酸)亚胺锂的摩尔浓度为0.5-2.0M，六氟磷酸锂、六氟硼酸锂、四氟硼酸锂的摩尔浓度为0.01-0.05M；

所述聚合物锂硒电池的制备方法包括如下步骤：

步骤1)组装裸电芯：在惰性气氛下，在电池壳或铝塑膜中将正极，隔膜，负极按照一定的顺序组装成为裸电芯，等待注液；

步骤2)制备聚合物电解质前驱体溶液：在溶剂中先加入锂盐，搅拌溶解完全后，再加入聚合单体，搅拌至溶解完全，得到聚合物电解质前驱体溶液；

步骤3)注液及原位聚合：用步骤2)得到的聚合物前驱体溶液浸润裸电芯，待电芯浸润充分后，将电池壳或铝塑膜完全密封，静置一段时间原位聚合完成后，进行整理、抽气，得到聚合物锂硒电池，所述聚合温度为10-40℃，所述聚合时间为2-200小时。

2.根据权利要求1所述的聚合物锂硒电池，其特征在于，所述的溶剂为有机溶剂，选自二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、乙腈(ACN)、二氯甲烷(DCM)、乙二醇二甲醚(DME)、三乙二醇二甲醚(TEGDME)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸丙烯酯(PC)中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的聚合物锂硒电池，其特征在于，所述正极的硒基活性物质为硒-碳复合材料，单质硒，多硒化物，有机硒化物中的一种或几种；导电添加剂为Super P，科琴黑，石墨烯，导电碳纳米管中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的聚合物锂硒电池，其特征在于，所述正极中硒基活性物质的质量占正极总体质量的70％-99％，导电添加剂占正极总体质量的0.5％-20％，粘结剂占正极总质量的0.5％-20％；所述隔膜选自PP膜、PE膜、PP/PE膜、PP/PE/PP膜中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的聚合物锂硒电池，其特征在于，所述负极为金属锂、锂碳复合物和嵌锂硅基复合材料中的一种或几种。

6.一种制备如权利要求1所述聚合物锂硒电池的方法，其特征是包含以下步骤：

步骤1)组装裸电芯：在惰性气氛下，在电池壳或铝塑膜中将正极，隔膜，负极按照一定的顺序组装成为裸电芯，等待注液；

步骤2)制备聚合物电解质前驱体溶液：在溶剂中先加入锂盐，搅拌溶解完全后，再加入聚合单体，搅拌至溶解完全，得到聚合物电解质前驱体溶液；

步骤3)注液及原位聚合：用步骤2)得到的聚合物前驱体溶液浸润裸电芯，待电芯浸润充分后，将电池壳或铝塑膜完全密封，静置一段时间原位聚合完成后，进行整理、抽气，得到聚合物锂硒电池，所述聚合温度为10-40℃，所述聚合时间为2-200小时。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚合温度为15-30℃，所述聚合时间为3-24小时。

8.一种能量存储器件，特征为：包含权利要求6或7中所述方法得到的聚合物锂硒电池。

9.一种使用聚合物单体抑制聚合物锂硒电池中负极枝晶的方法，所述聚合物锂硒电池为权利要求1-5任一项所述的电池。