[发明专利]一种固态电池及其原位聚合制备方法

说明书

本发型涉及电池领域，具体涉及一种固态电池的原位聚合制备方法，向含有电芯的电池壳内注入电解液，随后封装进行原位聚合；所述的电芯包括依次复合的正极片、隔膜和负极片；所述的隔膜包括基膜以及预制在基膜表面的改性层；所述的改性层包括改性剂A、改性剂B和粘结剂；其中，所述的改性剂A包括LiPFsubgt;6/subgt;、LiBFsubgt;4/subgt;、LiBOB、LiClOsubgt;4/subgt;中的至少一种；所述的改性剂B包括AlFsubgt;3/subgt;、SbFsubgt;5/subgt;、LiCl、LiBr中的至少一种；改性剂A和B的重量比为0.05～5:1；所述的电解液包括基础电解液以及溶解在其中的含烯键的聚合单体。本发明方法能够有效改善固态电池的性能。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及固态电池技术领域。

背景技术

能源是发展国民经济和提高人民生活水平的生要物质基础，也是直接影响经济发展的一个重要因素。进入21世纪以来，传统的能源利用方式所带来的资源短缺、环境污染、温室效应等问题日益突出，改善能源结构，开发高效、清洁的新型能源已成为全球共识。锂离子电池由于其安全、环保、高比能量和良好的电化学性能等优越的性能受到了人们的青睐。目前使用的锂离子电池采用液态电解液，在使用过程中有电解液渗透，易燃等缺点。为保证电池在使用过程中的安全稳定性，锂离子电池的发展方向逐渐向固态转移。

将液态电解质于电池内部原位固态化既可以减少体系的自由溶剂分子，提升电池的安全性，又可以改善由固体电解质带来的固-固界面接触性差，电荷转移阻抗大的问题，是一种与现有电池生产工艺十分契合的技术路线。现有的原位凝胶电解质制备通常要引入反应活性较高的偶氮类和过氧化物类引发剂，这类引发剂虽然具有引发效果好，适用性强的特点，但是，其引发的聚合反应过程迅速，容易造成所得聚合物分子量过大、单体易残留。同时在聚合反应发生的过程中，引发剂残留的高活性自由基也会在电解质体系中残留，参与电极反应并造成电池循环稳定性下降。

综上，本领域急需开发一种简单高效的原位聚合类固态锂电池制备方法，具备高能量密度与循环稳定性的固态锂离子电池制备一直是本领域的热门研究课题。

发明内容

针对现有固态电池面临的问题，本发明第一目的在于，提供一种固态电池的原位聚合制备方法，旨在制备得到一种具有优异稳定性和安全性的固态电池。

本发明第二目的在于，提供所述的制备方法制得的固态电池。

现有的原位凝胶电解质制备通常要引入反应活性较高的偶氮类和过氧化物类引发剂，这类引发剂虽然具有引发效果好，适用性强的特点，但是，其引发的聚合反应过程迅速，容易造成所得聚合物分子量过大、单体易残留。同时在聚合反应发生的过程中，引发剂残留的高活性自由基也会在电解质体系中残留，参与电极反应并造成电池循环稳定性下降。针对该行业问题，本发明提供以下解决方案：

一种固态电池的原位聚合制备方法，向含有电芯的电池壳内注入电解液，随后封装进行原位聚合；所述的电芯包括依次复合的正极片、隔膜和负极片；所述的隔膜包括基膜以及预制固化在基膜表面的改性层；所述的改性层包括改性剂A、改性剂B和粘结剂；

其中，所述的改性剂A包括LiPF₆、LiBF₄、LiBOB、LiClO₄中的至少一种；

所述的改性剂B包括AlF₃、SbF₅、LiCl、LiBr中的至少一种；

改性剂A和B的重量比为0.05～5:1；

所述的电解液包括基础电解液以及溶解在其中的含烯键的聚合单体。