專利名稱：一種鋰離子電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種交流阻抗小、倍率性能好且鋰離子擴散速度大的含有固態(tài)電解質(zhì)的具有較高硬度的鋰離子電池及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為新能源領(lǐng)域最具代表性的儲能器件，在移動電子產(chǎn)品供電器件中占據(jù)不可取代的位置。而隨著現(xiàn)代社會人們審美取向的變化，厚度小質(zhì)量輕的電子產(chǎn)品受到了廣大消費者的青睞，作為這些電子產(chǎn)品的供電器件，電池的厚度也必須朝著厚度更薄、 質(zhì)量更輕的方向發(fā)展。但是隨著電芯厚度的減小，為了保證電芯的能量密度，必須用厚度更薄的軟包材料，因此導(dǎo)致的結(jié)果是電芯越來越薄、硬度越來越低?，F(xiàn)有的增加電芯硬度的方法有開發(fā)硬度高的包裝材料、改善電芯制造工藝以及引入固體或凝膠電解液。高硬度的包裝材料的厚度厚的特點、不便于電芯的實際生產(chǎn)制造; 改善電芯制造工藝的方法主要有增加夾具烘烤時間、提高夾具烘烤溫度等，這些方法都將影響到電芯的電化學(xué)性能；因此引入固體或凝膠電解液被廣大電池行業(yè)工作者認(rèn)為是解決電芯硬度問題的最有潛力的方案。但是對現(xiàn)有體系而言，引入固體或凝膠電解液，必然會降低充放電過程中鋰離子的擴散速度，使得電芯的交流阻抗變大，倍率性能變差等。有鑒于此，確有必要提供一種交流阻抗小、倍率性能好且鋰離子擴散速度大的含有固態(tài)電解質(zhì)的具有較高硬度的鋰離子電池及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種交流阻抗小、倍率性能好且鋰離子擴散速度大的含有固態(tài)電解質(zhì)的具有較高硬度的鋰離子電池。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種鋰離子電池，包括電芯、用于容納電芯的包裝袋及填充于所述電芯內(nèi)的電解液，所述電芯包括正極片、負(fù)極片以及間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔膜，所述電解液由多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架和填充于所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架孔洞內(nèi)的液態(tài)電解質(zhì)組成，所述固態(tài)電解質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明鋰離子電池具有以下優(yōu)點首先，PVDF骨架以多孔結(jié)構(gòu)的形式存在，與其他體系(如PMMA體系)以及其他結(jié)構(gòu)(非多孔結(jié)構(gòu))相比，其具有更好的動力學(xué)性能。一方面，PVDF本身與液態(tài)電解質(zhì)之間的作用力相對較小，因此在充放電過程中，PVDF體系對鋰離子的擴散阻力會相對更?。涣硪环矫?，這種網(wǎng)絡(luò)狀的多孔結(jié)構(gòu)，孔洞之間相互貫通，因此充放電過程中，鋰離子可以沿各個方向自由傳輸；由于其具有以上性質(zhì)，這種固態(tài)電解質(zhì)具有與相應(yīng)液態(tài)電解質(zhì)相近的動力學(xué)性質(zhì)，即相近的交流阻抗和相近的倍率性能。第二，由于這種PVDF的多孔骨架本身與膜片基材之間以及與活性物質(zhì)顆粒之間都具有較強的粘接力，因此它的存在必然可以增強活性物質(zhì)顆粒與基材之間的粘接力；故采用這種電解液時，可以大幅度減少正負(fù)極配方中粘接劑的用量，提高活性物質(zhì)的涂布比重，最終達(dá)到提高電芯能量密度的目的。第三，在這種多孔電解液中，液態(tài)電解質(zhì)充分吸附于PVDF的多孔結(jié)構(gòu)中，表觀形式以固體狀態(tài)存在，因此最終制備得到的電芯不會存在由于漲液引起的外觀壞品。第四，在這種多孔固體結(jié)構(gòu)中，PVDF骨架本身具有一定的強度，且其能夠增強膜片與隔膜之間的粘接力，使得電芯內(nèi)部各層的整體性加強，因此本發(fā)明制備的電芯硬度較高。作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架通過在固態(tài)電解質(zhì)中加入造孔劑得到。作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述造孔劑為碳酸乙烯酯。作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架的孔隙率為 1% -99%。作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架的孔隙率為 50% -99%。本發(fā)明的又一個目的在于提供一種鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟第一步，將聚偏氟乙烯和造孔劑按比例溶解于溶劑中，攪拌后得到含有造孔劑的聚偏氟乙烯溶液；第二步，將第一步得到的含有造孔劑的聚偏氟乙烯溶液注入裝有電芯的包裝袋內(nèi)，烘烤使溶劑揮發(fā)后，降低溫度使含有造孔劑的聚偏氟乙烯溶液重結(jié)晶，得到固態(tài)電解質(zhì)；第三步，將液態(tài)電解質(zhì)注入所述包裝袋內(nèi)，靜置，使造孔劑溶于液態(tài)電解質(zhì)中，得到由多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架和填充于所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架孔洞內(nèi)的液態(tài)電解質(zhì)組成的電解液，再經(jīng)化成、烘烤和除氣得到鋰離子電池。采用該方法首先在烘烤后的待注液的電芯中注入適量PVDF與造孔劑的溶液，待該溶液充分浸潤膜片后去除溶劑，之后低溫重結(jié)晶PVDF與造孔劑形成晶體，再加入液態(tài)電解質(zhì)，溶解造孔劑，形成具有多孔結(jié)構(gòu)的PVDF骨架，而混合均勻的電解液將存儲于PVDF的多孔結(jié)構(gòu)中，使得整個電解液體系以固態(tài)形成呈現(xiàn)出來。由于這種多孔PVDF骨架對Li+在電解液中的傳輸阻力非常小，因此該電芯除了具有凝膠態(tài)電解液電芯具備的諸多優(yōu)點之外 (如硬度大)，還具備交流阻抗小、倍率性能優(yōu)秀等特點。此外，該方法制備具有多孔結(jié)構(gòu)固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池工藝簡單，易于操作且多孔固態(tài)骨架的孔隙率可以通過調(diào)節(jié)造孔劑的量任意調(diào)節(jié)。作為本發(fā)明鋰離子電池的制備方法的一種改進(jìn)，所述造孔劑為碳酸乙烯酯，由于其本身是鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)中不可或缺的組成部分，因此造孔過程中不會向整個電芯體系中弓I入其他雜質(zhì)組分。作為本發(fā)明鋰離子電池的制備方法的一種改進(jìn)，第一步所述低沸點溶劑為丙酮、 無水乙醇和四氫呋喃中的至少一種。作為本發(fā)明鋰離子電池的制備方法的一種改進(jìn)，第一步所述聚偏氟乙烯和造孔劑的質(zhì)量比為(0.01-100) I。作為本發(fā)明鋰離子電池的制備方法的一種改進(jìn)，所述液態(tài)電解質(zhì)中含有碳酸乙烯酯。因為對于某一固定正負(fù)極電極體系，要使得其電化學(xué)性能發(fā)揮達(dá)到最佳狀態(tài)，一般來說其需要一種最適合于該體系的電解液，而該種電解液中碳酸乙烯酯的含量應(yīng)該是在某一固定值；鑒于此，當(dāng)造孔時所添加的碳酸乙烯酯量小于該電芯需要的碳酸乙烯酯的總量時，可以在液態(tài)電解質(zhì)中補充碳酸乙烯酯。


下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明鋰離子電池及其制備方法的有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明，其中圖I為本發(fā)明實施例2中鋰離子電池的極片的剖視示意圖；圖2為本發(fā)明實施例2、實施例4和比較例2的電池的硬度測試曲線圖；圖3為本發(fā)明實施例2、實施例4和比較例2的電池的交流阻抗圖譜；圖4為本發(fā)明比較例2的電池的倍率性能測試曲線圖；圖5為本發(fā)明實施例2的電池的倍率性能測試曲線圖。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例詳細(xì)描述本發(fā)明鋰離子電池及其制備方法，但是，本發(fā)明的實施例并不局限于此。比較例I負(fù)極片的制備將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、粘接劑丁苯橡膠(SBR)和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例96. 5 I 2. 5加入水中，均勻攪拌得到負(fù)極漿料；將上述負(fù)極漿料均勻涂布在銅箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接負(fù)極極耳，制得負(fù)極片。正極片的制備將正極活性物質(zhì)鈷酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例94 2 4加入溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后，得到正極漿料；將正極漿料均勻涂布在鋁箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接正極極耳，制得正極片。隔膜選用聚丙烯多孔膜。電解液的制備將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙烯酯(DEC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)按照質(zhì)量比例30 40 30 3混合，得到非水有機溶劑，然后將六氟磷酸鋰(LiPF6)加入上述非水有機溶劑中，并使其濃度為lmol/L。其中，電解液保有系數(shù)為 O. 0026,電解液保有系數(shù)是指ImAh容量所需要的電解液保有量質(zhì)量(g),電解液中碳酸乙烯酯含量約為I. 8g。將上述正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成電芯后，將電芯裝入鋁塑膜包裝袋內(nèi)，然后注入上述電解液，之后再經(jīng)過化成、夾具烘烤、除氣等工序后得到具有一定電量的鋰離子電池，將該電池做一個循環(huán)的容量測試，發(fā)現(xiàn)電芯厚度增加明顯，拆解電池發(fā)現(xiàn)，正負(fù)極膜片均從集流體上脫落下來。比較例2與比較例I不同的是負(fù)極活性物質(zhì)石墨、粘接劑丁苯橡膠(SBR)和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳的質(zhì)量比例為97 2. 3 O. 7，正極活性物質(zhì)鈷酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳的質(zhì)量比例為92 : 4 : 4。 其余同比較例I，這里不再贅述。 對本比較例中的鋰離子電池進(jìn)行電池硬度測試、交流阻抗測試和倍率性能測試，所得結(jié)果分別見于圖2、圖3和圖4。其中，倍率性能測試分別以O(shè). 2C，0. 5C，IC和2C的倍率對電池進(jìn)行放電。實施例I負(fù)極片的制備將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、粘接劑丁苯橡膠(SBR)和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例96. 5 I 2. 5加入水中，均勻攪拌得到負(fù)極漿料；將上述負(fù)極漿料均勻涂布在銅箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接負(fù)極極耳，制得負(fù)極片。正極片的制備將正極活性物質(zhì)鈷酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例94 2 4加入溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后，得到正極漿料；將正極漿料均勻涂布在鋁箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接正極極耳，制得正極片。隔膜選用聚丙烯多孔膜。將上述正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成電芯后，將電芯裝入鋁塑膜包裝袋內(nèi)，60°C下烘烤4h。在56°C環(huán)境中以丙酮為溶劑，配制PVDF與碳酸乙烯酯的混合溶液(即溶液溫度為 560C )待用，其中PVDF的濃度為8%，則碳酸乙烯酯的濃度為32%。稱取上述溶液5. 5125g 注入上述烘烤后的電芯中，待膜片被充分浸潤后，于100°C下烘烤電芯2h，使得其中的丙酮完全揮發(fā)掉，剩下PVDF以及碳酸乙烯酯的混合液填充于膜片內(nèi)部微孔之中。將電芯降溫至 (TC，使得PVDF與碳酸乙烯酯形成混合晶體。將碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙烯酯(DEC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)按照質(zhì)量比例 40 30 3混合，得到非水有機溶劑，然后將六氟磷酸鋰(LiPF6)加入上述非水有機溶劑中，并使其濃度為lmol/L，得到液態(tài)電解液。稱取4. 2g上述液態(tài)電解液注入上述電芯中，真空封裝，之后于38°C下震蕩電芯，使得碳酸乙烯酯與所注入的液態(tài)電解質(zhì)混合均勻，此時碳酸乙烯酯在PVDF與碳酸乙烯酯混合晶體中所占有的體積被騰出，形成多孔結(jié)構(gòu)的PVDF骨架結(jié)構(gòu)，而混合均勻的液態(tài)電解質(zhì)將浸潤到PVDF的多孔結(jié)構(gòu)中，使得整個電芯的電解液以固態(tài)形式表現(xiàn)出來。之后再經(jīng)過化成、夾具烘烤、除氣等工序后得到含有多孔結(jié)構(gòu)(孔隙率約為80%)固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。將該電芯做一個循環(huán)的容量測試，未發(fā)現(xiàn)電芯厚度有明顯變化，拆解電池后發(fā)現(xiàn)正負(fù)極膜片與集流體粘接良好，與比較例I相比，使用該電解液時，可以大幅減少粘接劑用量，同時不會降低膜片與集流體之間的粘接力。實施例2負(fù)極片的制備將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、粘接劑丁苯橡膠(SBR)和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例97 2. 3 O. 7加入水中，均勻攪拌得到負(fù)極漿料；將上述負(fù)極漿料均勻涂布在銅箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接負(fù)極極耳，制得負(fù)極片。正極片的制備將正極活性物質(zhì)鈷酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例92 4 4加入溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后，得到正極漿料；將正極漿料均勻涂布在鋁箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接正極極耳，制得正極片。隔膜選用聚丙烯多孔膜。將上述正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成電芯后，將電芯裝入鋁塑膜包裝袋內(nèi)，60°C下烘烤4h。在40°C環(huán)境中以丙酮為溶劑，配制PVDF與碳酸乙烯酯的混合溶液(即溶液溫度為40°C )待用，其中PVDF的濃度為4%，則碳酸乙烯酯的濃度為32%。稱取上述溶液4g注入上述烘烤后的電芯中，待膜片被充分浸潤后，于60°C下烘烤電芯3h，使得其中的丙酮完全揮發(fā)掉，剩下PVDF以及碳酸乙烯酯的混合液填充于膜片內(nèi)部微孔之中。將電芯降溫至 200C，使得PVDF與碳酸乙烯酯形成混合晶體。將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙烯酯(DEC)和氟代碳酸乙烯酯 (FEC)按照質(zhì)量比例8.7 40 30 3混合，得到非水有機溶劑，然后將六氟磷酸鋰 (LiPF6)加入上述非水有機溶劑中，并使其濃度為lmol/L，得到液態(tài)電解液。稱取4. 72g上述液態(tài)電解液注入上述電芯中，真空封裝，之后于45°C下震蕩電芯，使得碳酸乙烯酯與所注入的液態(tài)電解質(zhì)混合均勻，此時碳酸乙烯酯在PVDF與碳酸乙烯酯混合晶體中所占有的體積被騰出，形成多孔結(jié)構(gòu)的PVDF骨架結(jié)構(gòu)，而混合均勻的液態(tài)電解質(zhì)將浸潤到PVDF的多孔結(jié)構(gòu)中，使得整個電芯的電解液以固態(tài)形式表現(xiàn)出來。之后再經(jīng)過化成、夾具烘烤、除氣等工序后得到含有多孔結(jié)構(gòu)(孔隙率約為88. 89%)固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池，該電芯的極片 (正極片或負(fù)極片)的剖視示意圖如圖I所示，該極片包括集流體I和涂覆在所述集流體I 上的活性物質(zhì)層3，所述活性物質(zhì)層3內(nèi)包括多孔PVDF骨架結(jié)構(gòu)形成的孔2。對本實施例中的鋰離子電池進(jìn)行電池硬度測試、交流阻抗測試和倍率性能測試， 所得結(jié)果分別見于圖2、圖3和圖5。其中，倍率性能測試分別以O(shè). 2C，0. 5C，IC和2C的倍率對電池進(jìn)行放電。實施例3負(fù)極片的制備將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、粘接劑丁苯橡膠(SBR)和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例97 2 I加入水中，均勻攪拌得到負(fù)極漿料；將上述負(fù)極漿料均勻涂布在銅箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接負(fù)極極耳，制得負(fù)極片。正極片的制備將正極活性物質(zhì)鈷酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例93 3 4加入溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后，得到正極漿料；將正極漿料均勻涂布在鋁箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接正極極耳，制得正極片。隔膜選用聚丙烯多孔膜。將上述正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成電芯后，將電芯裝入鋁塑膜包裝袋內(nèi)，60°C下烘烤4h。在30°C環(huán)境中以無水乙醇為溶劑，配制PVDF與碳酸乙烯酯的混合溶液(即溶液溫度為30°C )待用，其中，PVDF的濃度為I %，則碳酸乙烯酯的濃度為O. 01%。稱取上述溶液 6g注入上述烘烤后的電芯中，待膜片被充分浸潤后，于57°C下烘烤電芯10h，使得其中的無水乙醇完全揮發(fā)掉，剩下PVDF以及碳酸乙烯酯的混合液填充于膜片內(nèi)部微孔之中。將電芯降溫至10°C，使得PVDF與碳酸乙烯酯形成混合晶體。將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙烯酯(DEC)和氟代碳酸乙烯酯 (FEC)按照質(zhì)量比例30 40 30 3混合，得到非水有機溶劑，然后將六氟磷酸鋰(LiPF6) 加入上述非水有機溶劑中，并使其濃度為lmol/L，得到液態(tài)電解液。稱取6. OOg上述液態(tài)電解液注入上述電芯中，真空封裝，之后于80°C下震蕩電芯，使得碳酸乙烯酯與所注入的液態(tài)電解質(zhì)混合均勻，此時碳酸乙烯酯在PVDF與碳酸乙烯酯混合晶體中所占有的體積被騰出， 形成多孔結(jié)構(gòu)的PVDF骨架結(jié)構(gòu)，而混合均勻的液態(tài)電解質(zhì)將浸潤到PVDF的多孔結(jié)構(gòu)中，使得整個電芯的電解液以固態(tài)形式表現(xiàn)出來。之后再經(jīng)過化成、夾具烘烤、除氣等工序后得到含有多孔結(jié)構(gòu)(孔隙率約為1%)固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。
實施例4負(fù)極片的制備將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、粘接劑丁苯橡膠(SBR)和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例96. 5 I 2. 5加入水中，均勻攪拌得到負(fù)極漿料；將上述負(fù)極漿料均勻涂布在銅箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接負(fù)極極耳，制得負(fù)極片。正極片的制備將正極活性物質(zhì)鈷酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳按照質(zhì)量比例94 2 4加入溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后，得到正極漿料；將正極漿料均勻涂布在鋁箔上，烘干壓實后經(jīng)裁片、焊接正極極耳，制得正極片。隔膜選用聚丙烯多孔膜。將上述正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成電芯后，將電芯裝入鋁塑膜包裝袋內(nèi)，60°C下烘烤4h。在25°C環(huán)境中以四氫呋喃為溶劑，配制PVDF與碳酸乙烯酯的混合溶液(溶液溫度為25°C )待用，PVDF的濃度為O. I %，則碳酸乙烯酯的濃度為10%。稱取上述溶液3. Og 注入上述烘烤后的電芯中，待膜片被充分浸潤后，于75°C下烘烤電芯2h，使得其中的四氫呋喃完全揮發(fā)掉，剩下PVDF以及碳酸乙烯酯的混合液填充于膜片內(nèi)部微孔之中。將電芯降溫至15°C，使得PVDF與碳酸乙烯酯形成混合晶體。將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙烯酯(DEC)和氟代碳酸乙烯酯 (FEC)按照質(zhì)量比例25 40 30 3混合，得到非水有機溶劑，然后將六氟磷酸鋰(LiPF6) 加入上述非水有機溶劑中，并使其濃度為lmol/L，得到液態(tài)電解液。稱取5. 7g上述液態(tài)電解液注入上述電芯中，真空封裝，之后于60°C下震蕩電芯，使得碳酸乙烯酯與所注入的液態(tài)電解質(zhì)混合均勻，此時碳酸乙烯酯在PVDF與碳酸乙烯酯混合晶體中所占有的體積被騰出， 形成多孔結(jié)構(gòu)的PVDF骨架結(jié)構(gòu)，而混合均勻的液態(tài)電解質(zhì)將浸潤到PVDF的多孔結(jié)構(gòu)中，使得整個電芯的電解液以固態(tài)形式表現(xiàn)出來。之后再經(jīng)過化成、夾具烘烤、除氣等工序后得到含有多孔結(jié)構(gòu)(孔隙率約為99%)固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。對本實施例中的鋰離子電池進(jìn)行電池硬度測試和EIS交流阻抗測試，所得結(jié)果分別見于圖2和圖3。從圖2至圖5可以看出本發(fā)明制備的電芯硬度高、交流阻抗以及倍率性能與相應(yīng)的液態(tài)電解質(zhì)電芯相當(dāng)。而且采用本發(fā)明的制備方法，可以得到含有多孔結(jié)構(gòu)固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池，且多孔骨架的孔隙率可以任意調(diào)節(jié)(僅需調(diào)節(jié)碳酸乙烯酯的含量)。需要說明的是，根據(jù)上述說明書的揭示和闡述，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發(fā)明的一些等同修改和變更也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池，包括電芯、用于容納所述電芯的包裝袋及填充于所述電芯內(nèi)的電解液，所述電芯包括正極片、負(fù)極片以及間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔膜，其特征在于 所述電解液由多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架和填充于所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架孔洞內(nèi)的液態(tài)電解質(zhì)組成，所述固態(tài)電解質(zhì)為聚偏氟乙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池，其特征在于所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架是通過在固態(tài)電解質(zhì)中加入造孔劑得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池，其特征在于所述造孔劑為碳酸乙烯酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池，其特征在于所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架的孔隙率為 1% -99% ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池，其特征在于所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架的孔隙率為 50% -99%。
6.一種鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，將聚偏氟乙烯和造孔劑按比例溶解于溶劑中，攪拌后得到含有造孔劑的聚偏氟乙烯溶液；第二步，將第一步得到的含有造孔劑的聚偏氟乙烯溶液注入裝有電芯的包裝袋內(nèi)，烘烤使溶劑揮發(fā)后，降低溫度使含有造孔劑的聚偏氟乙烯溶液重結(jié)晶，得到固態(tài)電解質(zhì)；第三步，將液態(tài)電解質(zhì)注入所述包裝袋內(nèi)，靜置，使造孔劑溶于液態(tài)電解質(zhì)中，得到由多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架和填充于所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架孔洞內(nèi)的液態(tài)電解質(zhì)組成的電解液，再經(jīng)化成、烘烤和除氣得到鋰離子電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述造孔劑為碳酸乙烯酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于第一步所述溶劑為丙酮、無水乙醇和四氫呋喃中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于第一步所述聚偏氟乙烯和造孔劑的質(zhì)量比為(O. 01-100) I。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述液態(tài)電解質(zhì)中含有碳酸乙烯酯。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池，包括電芯、用于容納所述電芯的包裝袋及填充于所述電芯內(nèi)的電解液，所述電芯包括正極片、負(fù)極片以及間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔膜，所述電解液由多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架和填充于所述多孔固態(tài)電解質(zhì)骨架孔洞內(nèi)的液態(tài)電解質(zhì)組成，所述固態(tài)電解質(zhì)為聚偏氟乙烯。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點電芯動力學(xué)性能好；涂布層與基材粘接力強；電芯不會存在漲液壞品；電芯強度高；本發(fā)明使用的造孔劑為碳酸乙烯酯，其本身是鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)中不可或缺的組成部分，因此造孔過程中不會向整個電芯體系中引入其他雜質(zhì)組分。此外，本發(fā)明還公開了一種制備所述鋰離子電池的方法。
文檔編號H01M10/0525GK102610858SQ20121005611
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者張柏清, 方宏新, 李白清, 楊玉潔, 江輝, 游從輝 申請人:東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司