[发明专利]一种新型大容量固态锂离子电池的制作方法

说明书

本发明公开了一种新型大容量固态锂离子电池的制作方法，其特征在于，先在极片表面涂覆涂层；将涂覆有涂层的极片装入电池外壳内后，进行电池活化和烘烤工序，让涂层中的固态电解质高价态阳离子与位于电池外壳内电解液中含有腈基的引发剂进行络合反应，形成多聚锂合物，从而在极片表面形成固态界面；最后对电池进行抽真空密封工序。本发明提供的新型大容量固态锂离子电池的制作方法，制作的锂离子电池没有游离的电解液，界面稳定，有效避免了常规锂离子电池的漏液、爆炸等风险。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，尤其涉及一种新型大容量固态锂离子电池的制作方法。

背景技术

锂离子电池是一类由含锂金属氧化物为正极材料，石墨或硅碳为负极材料、使用非水电解质的电池。由于锂是非常活泼元素，在加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂离子电池已经成为了动力和储能的主流。

单体500Ah以上的大容量固态锂电池，其极片长宽尺寸在300mm*500mm以上。传统大容量固态锂电池在制作时，由于传统大容量固态锂电池的极片上没有涂层，电池成型后没有聚合反应，导致大型的电池正极片、负极片与隔膜之间界面不均匀，无法固化多余的液态电解液，因此电池硬度不高，极片之间也容易错位，电池破损后存在漏液和易燃的风险，漏液容易污染用电设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型大容量固态锂离子电池的制作方法，制作的锂离子电池没有游离的电解液，界面稳定，有效避免了常规锂离子电池的漏液、着火、爆炸等风险。

为实现上述目的，本发明提供一种新型大容量固态锂离子电池的制作方法，其特征在于，先在极片表面涂覆涂层；将涂覆有涂层的极片装入电池外壳内后，进行电池活化和烘烤工序，让涂层中的固态电解质高价态阳离子与位于电池外壳内电解液中含有腈基的引发剂进行络合反应，形成多聚锂合物，从而在极片表面形成固态界面；最后对电池进行抽真空密封工序。

作为本发明的进一步改进，所述极片包括正极片和负极片；将涂覆有涂层的正极片和负极片装入电池外壳时，通过隔膜将正极片和负极片分隔开，正极片和负极片均通过涂层与隔膜粘接。

作为本发明的更进一步改进，所述极片在装入电池外壳前先与电池极耳连接，然后极片与隔膜一起装配在电池外壳内，然后依次经过封装、注电解液、活化、烘烤工序完成固化，从而在极片表面形成固态界面。

作为本发明的更进一步改进，所述涂层包括LLZO(锆酸镧锂)、LATP(磷酸钛铝锂)、氮化锂、磷酸锂、氟化锂、氧化硅、有机硅、PVDF、PMMA、PEO、丙烯酸中的至少一种。

作为本发明的更进一步改进，所述腈基包括单腈、二腈、环状腈和磷腈中的至少一种。

作为本发明的更进一步改进，所述极片表面形成固态界面时，极片表面在不同电位下依次形成无机化合物层、有机物层和碳酸有机锂化合物层，从而构成多层多聚锂合物作为固态界面；极片表面、无机化合物层、有机物层和碳酸有机锂化合物层依次布置。

作为本发明的更进一步改进，所述涂层的厚度为0.1-100μm。

作为本发明的更进一步改进，所述涂层涂覆在极片的单面或双面。

有益效果

与现有技术相比，本发明的新型大容量固态锂离子电池的结构及其制作方法的优点为：

1、由于电池在制作过程中，通过极片表面的涂层中固态电解质高价态阳离子与电解液中引发剂的腈基进行络合反应形成多聚锂合物，该混合物具有玻璃化态特性，在一定的温度和时间内具有固化界面的功能，在极片表面形成固态界面，从而使制造的锂离子电池硬度大，机械强度高。

2、固态界面单相化，离子和电子的传输不需要克服界面能阈值，固态界面稳定，使用寿命大幅延长。