[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

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种凝胶电解质、含有该电解质的电芯和纸壳电池及制备方法。

背景技术

随着锂电池技术的不断发展和客户对锂电池的要求不断提高，锂离子电池正在向着更轻、更薄、更高容量的方向发展。自从18650出现之后在锂离子电池领域已经达到了一个巅峰。为了适应生产力的发展，实现在锂离子电池各个领域的充分利用，该领域的研究者们希望从各个方面打破原有的桎梏，于是就有了薄片电池，大功率电池，异型电池等。

现有的锂离子电池铝塑膜封边困难容易漏液，且弯折次数低，易破损，与极耳连接处密封性能差，且具有安全性差，比能量不高，电池成本高等缺点。

统锂离子电池通过正负极的活性物质、集流体、隔膜、电解液作为载体，通过锂离子在正负极之间的流动来完成电能与化学能之间的转换的。因为有电解液的存在需要一种密封性较好，耐腐蚀的材料作为包装材料，对锂离子电池电芯进行包覆。传统软包锂离子电池采用铝塑膜作为外包装，铝塑膜在通过加热封边过程中容易产生小孔，导致密封性不好，加热过程中会导致铝塑膜内层pp融化，使铝层露出导致短路，且进行封边时易有空隙，封不牢，特别是极耳与铝塑膜连接处，经常出现漏液现象。因此需要一种新型的材料来作为电池的包装材料。

在所有的柔性包装材料中，纸制品作为成本最低的包装材料，但若将其应用到锂离子电池制备中，如何有效避免电解液泄漏和腐蚀，即成为迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种凝胶电解质，以克服现有技术的缺陷，既可完成锂离子在正负极之间传输，又可以将正负极隔开防止出现短路现象，同时可降低电池的内阻。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种凝胶电解质，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。

优选的，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。

本发明的第二个目的在于提出一种含有如上所述的凝胶电解质的固体电芯，以应用上述凝胶电解质。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含有如上所述的凝胶电解质的固体电芯，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。

本发明的第三个目的在于提出一种含有如上所述的固体电芯的纸壳薄片锂离子电池，以应用上述固体电芯，并提高电池弯折次数。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含有如上所述的固体电芯的纸壳薄片锂离子电池，包括壳体和封装于其内部的电芯；

所述壳体内壁上设有防腐蚀层；所述电芯部分伸出所述壳体；所述壳体材质为不透气纸；

所述电芯的正极片包括第一基底和正极浆料层，所述负极片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；所述第一基底和第二基底的正对所述凝胶电解质层的一侧均一体成型有一极耳，两个极耳均伸出所述壳体；所述两个极耳错位设置。

进一步的，所述防腐蚀层厚度为3-20μm；所述防腐蚀层材质为聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。

进一步的，所述壳体壁厚为30-300μm；所述壳体材质为牛皮纸；所述壳体长度和宽度均为50mm。

进一步的，所述两个极耳分别位于所述电芯同侧的左右两边；所述极耳形状为矩形；所述极耳的长度为5-10mm，宽度为3-5mm；所述第一基底为铝箔，第二基底为铜箔。

本发明的第四个目的在于提出一种制备如上所述的纸壳薄片锂离子电池的方法，以制备上述纸壳薄片锂离子电池。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种制备如上所述的纸壳薄片锂离子电池的方法，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；