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专利号: 2020101048573
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种制备固态电解质的方法,其特征在于,所述方法包括:

将二苯甲酮溶于预干燥处理后的支链聚甲基丙烯酸甲酯中,获得质量分数为5-10%的溶液,搅拌并静置一定时间,形成二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液;

将预干燥处理后的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺粉体及二氧化硅粉体混合均匀,形成初级混合物,将所述二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液加入至所述初级混合物中,形成糊状混合物;所述糊状混合物中,聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅的摩尔比为8-10:1-2:2-3:1-2;

将所述糊状混合物真空密封,在90-120℃下静置一定时间,获得具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物;

将所述具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物夹于两层聚脂薄膜之间,在90-120℃下热压,获得电解质膜;

用紫外灯照射所述电解质膜,聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、及二氧化硅在光引发下交联,形成四元固态聚合物电解质;所述紫外灯的辐射功率为

320-380W,光照时间为1-5min 。

2.一种固态电解质,其特征在于,所述固态电解质是由摩尔比为8-10:1-2:2-3:1-2的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅在光引发下交联而成的四元固态聚合物电解质,且采用上述权利要求1所述的制备固态电解质的方法制备而成。

3.一种制备固态锂离子电池的方法,其特征在于,所述方法包括:

将4V级弹性正极层、固态电解质层和弹性负极层顺序叠加在一起,形成电池芯,在

10Mpa以下的压力下、75-105℃的温度下热压5-30min,并冷却;

然后,在冷却后的电池芯两侧加上封装膜进行封装,并引出正极、负极,获得弹性固态锂离子电池;

其中,所述弹性正极层是在弹性导电基底上涂敷包括有正极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的正极浆料而成;

所述弹性负极层是在弹性导电基底上涂敷包括有负极活性物质、导电剂、聚合物及溶剂的负极浆料而成;

所述固态电解质层中的固态电解质采用下述方法制备:

将二苯甲酮溶于预干燥处理后的支链聚甲基丙烯酸甲酯中,获得质量分数为5-10%的溶液,搅拌并静置一定时间,形成二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液;

将预干燥处理后的聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺粉体及二氧化硅粉体混合均匀,形成初级混合物,将所述二苯甲酮/支链聚甲基丙烯酸甲酯溶液加入至所述初级混合物中,形成糊状混合物;所述糊状混合物中,聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅的摩尔比为8-10:1-2:2-3:1-2;

将所述糊状混合物真空密封,在90-120℃下静置一定时间,获得具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物;

将所述具有凝胶态聚环氧乙烷的混合物夹于两层聚脂薄膜之间,在90-120℃下热压,获得电解质膜;

用紫外灯照射所述电解质膜,聚环氧乙烷、双三氟甲基磺酰亚胺、支链聚甲基丙烯酸甲酯、及二氧化硅在光引发下交联,形成四元固态聚合物电解质;所述紫外灯的辐射功率为

320-380W,光照时间为1-5min 。

4.根据权利要求3所述的制备固态锂离子电池的方法,其特征在于,所述弹性正极层采用下述方法制备:将所述正极活性物质、所述导电剂、所述聚合物及所述溶剂按照质量比为1-9:1-6:1-

6:1-300的比例配置成正极浆料;

将所述正极浆料涂敷在所述弹性导电基底上,静置一定时间后,在80-180℃的温度下干燥,获得所述弹性正极层。

5.根据权利要求3所述的制备固态锂离子电池的方法,其特征在于,所述弹性负极层采用下述方法制备:将所述负极活性物质、所述导电剂、所述聚合物及所述溶剂按照质量比为1-9:1-6:1-

6:1-300的比例配置成负极浆料;

将所述负极浆料涂敷在所述弹性导电基底上,静置一定时间后,在80-180℃的温度下干燥,获得所述弹性负极层。

6.一种固态锂离子电池,其特征在于,所述固态锂离子电池采用上述权利要求3至5中任一项所述的制备固态锂离子电池的方法制备而成。

7.根据权利要求6所述的固态锂离子电池,其特征在于,所述弹性导电基底为网孔导电碳布、石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜中的任意一种。

8.根据权利要求6所述的固态锂离子电池,其特征在于,所述正极活性物质为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2或LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2中的任意一种;所述负极活性物质为石墨、二硫化钼、钛酸锂、四氧化三钴、碳硅复合材料中的任意一种。

9.根据权利要求6所述的固态锂离子电池,其特征在于,所述导电剂为super P、导电石墨、导电炭黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种;所述聚合物为聚氧化乙烯、聚苯醚、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氧化丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种;所述溶剂为乙腈、二甲基亚砜、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N-N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。