本發(fā)明屬于鋰電池制備領(lǐng)域,具體涉及一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法。
背景技術(shù):
目前隨著移動設(shè)備的發(fā)展,電動車輛的普及,對電池儲能續(xù)航能力需求也越來越高。目前綜合性能優(yōu)異的鋰離子電池作為移動設(shè)備及電動車的主要動力來源,該鋰電池體系主要由含鋰金屬氧化物正極,聚合物隔膜,碳酸酯或醚類電解液,石墨或石墨摻雜硅材料負(fù)極構(gòu)成。而正極采用鋰金屬氧化物,負(fù)極采用石墨的體系已經(jīng)接近材料質(zhì)量比能量的理論極限,約為250至300wh/kg。而摻雜硅的負(fù)極,由于硅在鋰電池充放電過程中,體積會發(fā)生巨大變化,導(dǎo)致電池負(fù)極粉末化容量衰減甚至引發(fā)爆炸。
更換電極材料,特別是負(fù)極由石墨或者摻雜硅的石墨材料更換為鋰金屬單質(zhì)(具有3800mah/g容量,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢-3.04v)或鋰合金可以極大地提升鋰離子電池的比容量。然而,在傳統(tǒng)電解液隔膜二次鋰電池中,直接應(yīng)用負(fù)極進(jìn)行充放電會不可避免地生成鋰枝晶,從而帶來容量的迅速衰減及內(nèi)短路的風(fēng)險。因而應(yīng)用具有一定剛性(高彈性模量)的固態(tài)電解質(zhì)能夠有效的阻礙鋰枝晶的產(chǎn)生以及避免內(nèi)短路的風(fēng)險。
但是,由于這種固態(tài)電解質(zhì)極高的彈性模量,會與正負(fù)極之間產(chǎn)生較高的界面阻抗,降低鋰離子的遷移能力,增加電池內(nèi)阻,降低電池高倍率下的容量。而且隨著電池循環(huán),正負(fù)極的體積發(fā)生變化,正負(fù)極與電解質(zhì)發(fā)生脫離,會進(jìn)一步增加電池的內(nèi)阻。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對上述問題,通過多層電解質(zhì)復(fù)合,降低界面阻抗,保持充放電循環(huán)過程中正負(fù)極與電解質(zhì)的持續(xù)接觸,保持電池的內(nèi)阻不會發(fā)生大幅度變化,從而獲得高比容量,同時保持電池的安全性與循環(huán)壽命等性能。
實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;具體步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將正極活性材料涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將鋰鹽溶解于有機(jī)溶劑中、或?qū)圎}與環(huán)氧樹脂混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì);
(4)將高分子聚合物與鋰鹽混合,加熱至300-350℃保持0.5-12h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為300-350℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將電子受體溶于二氧六環(huán)中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在60-200℃下密閉加熱1-30h,得到高彈性模量電解質(zhì)層;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,在60-80℃下加熱0.5-12h,得到鋰電池。
所述步驟(2)中的正極活性材料是鎳鈷錳三元材料、鎳鈷鋁三元材料、錳酸鋰、鈦酸鋰、磷、硫、多硫化鋰或磷酸鐵鋰。
所述步驟(3)和步驟(4)中鋰鹽為lioh、litfsi、lifsi、lifnfsi或liclo4。
所述步驟(3)中的有機(jī)溶劑為碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯或碳酸二甲酯中的任意兩種組合。
所述步驟(4)中高分子聚合物為聚苯硫醚或聚苯醚,電子受體為四氯苯醌、二氯二氰苯醌、四氰乙烯、四氰基對二次甲基苯醌或氧分子。
所述步驟(4)中高分子聚合物、鋰鹽與電子受體的質(zhì)量比是10:(2-8):(1-10)。
所述步驟(3)將鋰鹽溶解于有機(jī)溶劑中得到的低彈性模量電解質(zhì)為液態(tài)電解質(zhì),鋰鹽的濃度為0.5-1.5mol/l;向液態(tài)電解質(zhì)中加入丙烯酸酯、含氟聚合物或環(huán)氧樹脂得到凝膠電解質(zhì),加入丙烯酸酯、含氟聚合物或環(huán)氧樹脂的質(zhì)量為液態(tài)電解質(zhì)質(zhì)量的的1-30%。
所述步驟(3)中的鋰鹽和環(huán)氧樹脂按照鋰離子與氧原子的摩爾比為1:(4-20),將鋰鹽與環(huán)氧樹脂混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì)。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制備了具有多層電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的鋰離子電池,該電解質(zhì)具有較高的電導(dǎo)率,在室溫下能夠大于10-4s/cm,且彈性模量大于0.1gpa;該多層電解質(zhì)結(jié)構(gòu)同時具有高彈性模量及低彈性模量電解質(zhì),高彈性模量電解質(zhì)能夠阻擋鋰枝晶,而低彈性模量電解質(zhì)能夠保持固態(tài)電解質(zhì)與電池正負(fù)極充分接觸,降低界面阻抗,在循環(huán)過程中抑制電池內(nèi)阻的增大,提高電池的循環(huán)壽命及比容量。同時,該電池應(yīng)用鋰金屬負(fù)極提高電池的比容量;固態(tài)電解質(zhì)與電極之間很可能不能緊密貼合造成界面阻抗,增加電池的內(nèi)阻,降低電池的容量,通過多層電解質(zhì)結(jié)構(gòu),令電極和電解質(zhì)之間能夠獲得極好的接觸,提高電池的充放電能力。同時,隨著電池的循環(huán),電極的體積也會發(fā)生變化,導(dǎo)致電極與固態(tài)電解質(zhì)的分離,引發(fā)容量下降,應(yīng)用多層電解質(zhì),彈性模量小的電解質(zhì)能夠隨著電極體積變化而變化,始終保持電極與電解質(zhì)的緊密接觸。由此方案構(gòu)成的鋰電池具有比容量高,安全性佳,循環(huán)壽命好的特點。
附圖說明
圖1是實施例1中鋰電池不同倍率下放電容量曲線。
圖2是實施例1中鋰電池循環(huán)壽命示意圖。
具體實施方式
實施例1
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將錳酸鋰涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將lipf6溶解于碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯的混合溶劑中,混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì)(液態(tài)電解質(zhì)),lipf6的濃度為1mol/l;
(4)將聚苯硫醚與litfsi混合,加熱至300℃保持12h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為300℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將四氯苯醌溶于二氧六環(huán)中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在60℃下密閉加熱30h,得到高彈性模量電解質(zhì)層;聚苯硫醚、litfsi與四氯苯醌的質(zhì)量比是10:2:1;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,60℃下加熱12h,得到鋰電池。
從圖1可以看出電池在室溫高倍率下可以保持非常好的容量,有著與液態(tài)電解質(zhì)鋰電池近似的高倍率性能,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前報導(dǎo)的使用單層固態(tài)電解質(zhì)的鋰電池在室溫高倍率下的放電容量。
圖2可以看出,在應(yīng)用鋰金屬負(fù)極的情況下,多層復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的循環(huán)壽命要比普通的隔膜液態(tài)電解質(zhì)鋰電池長很多,且在幾百次循環(huán)后沒有出現(xiàn)內(nèi)短路等安全問題。體現(xiàn)出了在鋰金屬電池上多層固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢。
實施例2
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將錳酸鋰涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將litfsi溶解于碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯的混合溶劑中,混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì)(液態(tài)電解質(zhì)),litfsi的濃度為0.7mol/l;
(4)將聚苯醚與litfsi混合,加熱至310℃保持10h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為310℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將二氯二氰苯醌溶于二氧六環(huán)中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在80℃下密閉加熱25h,得到高彈性模量電解質(zhì)層;聚苯醚、litfsi與二氯二氰苯醌的質(zhì)量比是10:3:2;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,65℃下加熱10h,得到鋰電池。
實施例3
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將鈦酸鋰涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將lifsi溶解于碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶劑中,混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì)(液態(tài)電解質(zhì)),lifsi的濃度為1.0mol/l;
(4)將聚苯硫醚與lifsi混合,加熱至320℃保持8h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為320℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將四氰乙烯溶于二氧六環(huán)溶劑中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在120℃下密閉加熱22h,得到高彈性模量電解質(zhì);聚苯硫醚、lifsi與四氰乙烯的質(zhì)量比是10:4:4;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,在70℃下加熱8h,得到鋰電池。
實施例4
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將磷涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將lifnfsi溶解于碳酸二乙酯和碳酸二甲酯的混合溶劑中,混合均勻液態(tài)電解質(zhì),lifnfsi的濃度為1.2mol/l,向液態(tài)電解質(zhì)中加入環(huán)氧樹脂(雙酚a型環(huán)氧樹脂),環(huán)氧樹脂的加入量為液態(tài)電解質(zhì)質(zhì)量的15%,得到低彈性模量電解質(zhì);
(4)將聚苯醚與lifnfsi混合,加熱至330℃保持6h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為330℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將四氰基對二次甲基苯醌溶于二氧六環(huán)中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在150℃下密閉加熱15h,得到高彈性模量電解質(zhì)層;聚苯醚、lifnfsi與四氰基對二次甲基苯醌的質(zhì)量比是10:5:5;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,75℃下加熱5h,得到鋰電池。
實施例5
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將多硫化鋰涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將liclo4溶解于碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶劑中,liclo4的濃度為0.7mol/l,得到液態(tài)電解質(zhì),向液態(tài)電解質(zhì)中加入丙烯酸酯(乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯),混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì)(凝膠電解質(zhì)),丙烯酸酯(乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯)的加入量為液態(tài)電解質(zhì)質(zhì)量的1%;
(4)將聚苯硫醚與lioh混合,加熱至340℃保持4h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為340℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將氧分子溶于二氧六環(huán)溶劑中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在170℃下密閉加熱10h,得到高彈性模量電解質(zhì)層;聚苯硫醚、lioh與氧分子的質(zhì)量比是10:6:7;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,80℃下加熱0.5h,得到鋰電池。
實施例6
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將磷酸鐵鋰涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將liclo4溶解于碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯的混合溶劑中,liclo4的濃度為1.5mol/l,得到液態(tài)電解質(zhì),向液態(tài)電解質(zhì)中加入含氟聚合物,混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì)(凝膠電解質(zhì)),含氟聚合物的加入量為液態(tài)電解質(zhì)質(zhì)量的30%;
(4)將聚苯醚與lioh混合,加熱至350℃保持0.5h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為350℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將四氰乙烯溶于二氧六環(huán)溶劑中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在150℃下密閉加熱15h,得到高彈性模量電解質(zhì);聚苯醚、lioh與四氰乙烯的質(zhì)量比是10:8:10;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,70℃下加熱12h,得到鋰電池。
實施例7
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將鎳鈷錳三元材料(ncm622)涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將liclo4和環(huán)氧樹脂混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì),鋰鹽中的鋰離子與環(huán)氧樹脂中的氧原子的摩爾比為1:4;
(4)將聚苯硫醚與lioh混合,加熱至320℃保持8h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為300℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將四氯苯醌溶于二氧六環(huán)中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在150℃下密閉加熱15h,得到高彈性模量電解質(zhì)層;聚苯硫醚、lioh與四氯苯醌的質(zhì)量比是10:7:5;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,70℃下加熱8h,得到鋰電池。
實施例8
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將鎳鈷鋁三元材料(nca)涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將liclo4和環(huán)氧樹脂(聚乙二醇二縮水甘油醚)混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì),鋰鹽中的鋰離子與環(huán)氧樹脂中的氧原子的摩爾比為1:10;
(4)將聚苯醚與lioh混合,加熱至320℃保持10h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為330℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將二氯二氰苯醌溶于二氧六環(huán)溶劑中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在180℃下密閉加熱20h,得到高彈性模量電解質(zhì)層;聚苯醚、lioh與二氯二氰苯醌的質(zhì)量比是10:3:8;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,75℃下加熱10h,得到鋰電池。
實施例9
本實施例提出了一種多層復(fù)合電解質(zhì)鋰電池的制備方法,所述鋰電池從上到下依次包括正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層;制備步驟如下:
(1)將鋰金屬通過電鍍或者輥壓的方式貼合于銅箔上,形成電池的負(fù)極片層;
(2)將鎳鈷鋁三元材料(nca)涂覆于鋁箔上,形成電池的正極片層;
(3)將litfsi和環(huán)氧樹脂(聚丙二醇二縮水甘油醚)混合均勻得到低彈性模量電解質(zhì),鋰鹽中的鋰離子與環(huán)氧樹脂中的氧原子的摩爾比為1:20;
(4)將聚苯醚與litfsi混合,加熱至320℃保持10h,冷卻至室溫后將混合物打碎成顆粒,利用擠出機(jī)在溫度為330℃下將顆粒擠出成卷狀薄膜,冷卻至室溫;將二氯二氰苯醌溶于二氧六環(huán)溶劑中得到浸漬液,之后將得到的卷狀薄膜放入浸漬液中,在180℃下密閉加熱20h,得到高彈性模量電解質(zhì)層;聚苯醚、litfsi與二氯二氰苯醌的質(zhì)量比是10:3:8;
(5)將步驟(1)得到的負(fù)極片層、步驟(2)得到的正極片層和步驟(4)得到的高彈性模量電解質(zhì)層進(jìn)行層疊,之后向負(fù)極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ,向正極片層和高彈性模量電解質(zhì)層之間注入步驟(3)得到的低彈性模量電解質(zhì)、形成低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ,層疊后從上到下依次為正極片層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅰ、高彈性模量電解質(zhì)層、低彈性模量電解質(zhì)層ⅱ、負(fù)極片層,層疊后密封,75℃下加熱10h,得到鋰電池。