[发明专利]凝胶电解质、含有该电解质的电芯和纸壳电池及制备方法

权利要求书

1.一种凝胶电解质，其特征在于：由PVDF-HFP、LiPF6和溶剂按质量比(2.5-3.6)：(0.046-0.106)：(7-13)混合而成；粘度为3000-4500厘泊；

所述溶剂为N-甲基吡咯烷和丙酮以质量比7:3混合的混合溶液。

2.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于：所述PVDF-HFP、LiPF6和溶剂的质量比为3：0.076：10；LiPF6电解液的浓度为1mol/L；粘度为4000厘泊。

3.一种含有如权利要求1或2所述的凝胶电解质的固体电芯，其特征在于：包括正极片和负极片；所述正极片和负极片之间设有凝胶电解质层；所述正极片和负极片分别紧贴凝胶电解质层的上表面和下表面；所述凝胶电解质层的厚度为20-40μm。

4.一种含有如权利要求3所述的固体电芯的纸壳薄片锂离子电池，其特征在于：包括壳体(1)和封装于其内部的电芯(3)；

所述壳体(1)内壁上设有防腐蚀层(2)，所述电芯(3)部分伸出所述壳体(1)；所述壳体(1)材质为不透气纸；

所述电芯(3)的正极片(31)包括第一基底和正极浆料层，所述负极片(33)包括第二基底和负极浆料层；所述正极浆料层和负极浆料层均紧贴所述凝胶电解质层(32)；所述第一基底和第二基底的正对所述凝胶电解质层(32)的一侧均一体成型有一极耳(4)，两个极耳(4)均伸出所述壳体(1)；所述两个极耳(4)错位设置。

5.根据权利要求4所述的纸壳薄片锂离子电池，其特征在于：所述防腐蚀层(2)厚度为3-20μm；所述防腐蚀层(2)材质为聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。

6.根据权利要求4所述的纸壳薄片锂离子电池，其特征在于：所述壳体(1)壁厚为30-300μm；所述壳体(1)材质为牛皮纸；所述壳体(1)长度和宽度均为50mm。

7.根据权利要求4所述的纸壳薄片锂离子电池，其特征在于：所述两个极耳(4)分别位于所述电芯(3)同侧的左右两边；所述极耳(4)形状为矩形；所述极耳(4)的长度为5-10mm，宽度为3-5mm；所述第一基底为铝箔，第二基底为铜箔。

8.一种制备如权利要求4至7任意一项所述的纸壳薄片锂离子电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)取一定量的活性物质钴酸锂、导电剂碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯和稀释剂N-甲基吡咯烷酮以质量比(93.2-95):(1.5-1.53):(2.2-2.9):(39-45)混合制成粘度为3900-4100厘泊的正极浆料；优选的，所述活性物质钴酸锂、导电剂碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯和稀释剂N-甲基吡咯烷酮以质量比(93.2-95):(1.5-1.53):2.5:43混合；

(2)取一定量的活性物质石墨、导电剂碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯和稀释剂N-甲基吡咯烷酮以质量比(93.5-95.4)：(1-1.02)：(3.0-3.8)：(72-78)混合制成粘度为2900-3100厘泊左右的负极浆料；优选的，所述活性物质石墨、导电剂碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯和稀释剂N-甲基吡咯烷酮以质量比(93.5-95.4)：(1-1.02)：3.4：75混合；

(3)将正极浆料均匀地涂在铝箔上，留出极耳的位置，烘干碾压作为正极片；

(4)将负极浆料均匀地涂在铜箔上，留出极耳的位置，烘干碾压作为负极片；

(5)将所述凝胶电解质均匀地涂于正极片和负极片的各自一个表面，形成凝胶电解质层；

(6)将涂有凝胶电解质的正极片和负极片各自涂有凝胶的一面正对热压合成一体，形成电芯；

(7)取一片不透气纸，在一面上除四周边沿外均喷涂防腐蚀材料，之后从中间对折使防腐材料处于内部，用不导电胶将其封成袋状，将所述电芯完全放入纸袋中心，用不导电胶封口，将铝箔上的极耳和铜箔上的极耳裸露于纸袋外侧，即可制得纸壳电池。

9.根据权利要求8所述的纸壳薄片锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中的不导电胶为环氧树脂、轻质碳酸钙、邻苯二甲酸二丁酯和乙二胺以质量比10:6:1:0.8混合的混合物；所述步骤(6)中热压的温度为90-120℃，压力为0.6-1.4MPa；所述步骤(5)中凝胶电解质需完全覆盖所涂覆的正极片和负极片的表面。

10.根据权利要求8所述的纸壳薄片锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中活性物质钴酸锂、导电剂碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯和稀释剂N-甲基吡咯烷酮以质量比为95:1.5:2.5:43混合；所述步骤(2)中活性物质石墨、导电剂碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯和稀释剂N-甲基吡咯烷酮以质量比95.4：1：3.4：75混合。