凝膠電解質(zhì)及其含有該電解質(zhì)的鋰離子電池的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種凝膠電解質(zhì)及其含有該電解質(zhì)的鋰離子電池制備方法，凝膠電解質(zhì)包括液態(tài)電解質(zhì)、聚合物組分和引發(fā)劑，液態(tài)電解質(zhì)包括溶劑、添加劑和鋰鹽，聚合物組分包括對(duì)稱結(jié)構(gòu)的高分子單體或高分子聚合物，對(duì)稱結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱或者軸對(duì)稱，高分子單體的對(duì)稱中心為單一原子。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的高分子單體，其發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)，各活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)的概率均等，更容易形成具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的高分子聚合物,而使用此類高分子單體制備得到的凝膠電解質(zhì)具有更加優(yōu)秀的各向同性性能，其能夠表現(xiàn)出更高的鋰離子傳導(dǎo)性能、更好的熱擴(kuò)散性能，制備得到的電池也具有較高的容量和較好的安全性能。
【專利說(shuō)明】凝膠電解質(zhì)及其含有該電解質(zhì)的鋰離子電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種凝膠電解質(zhì)及其含有該電解質(zhì)的鋰離子電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]1991年，炭材料首次被運(yùn)用于鋰離子電池陽(yáng)極材料領(lǐng)域，從而為鋰離子電池領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化:高效而安全的進(jìn)行多次充放電；自此之后，其被廣泛的運(yùn)用于移動(dòng)電話、攝像機(jī)、筆記本電腦以及其他便攜式電器上。和鉛酸、N1-CcUMH-Ni電池相比，鋰離子電池具有更高的比體積能量密度、比重量能量密度、更好的環(huán)境友好性、更小的自放電以及更長(zhǎng)的循環(huán)壽命等，是二十一世紀(jì)理想的移動(dòng)電器電源、電動(dòng)汽車電源以及儲(chǔ)電站用儲(chǔ)電器。然而，隨著生活品味的提高，人們對(duì)移動(dòng)用電器提出了更高的需求:更輕、更薄、更小、更持久；因此做為這些移動(dòng)電源的供電單元，對(duì)鋰離子電池的要求也相應(yīng)增加；由于軟包鋰離子電池的包裝袋厚度小、質(zhì)量輕，逐漸被人們所青睞。但是隨著電芯厚度的減小，其機(jī)械強(qiáng)度迅速降低；而隨著單體電芯能量的提升，其安全問(wèn)題將逐漸凸現(xiàn)。
[0003]目前，解決以上問(wèn)題的主要技術(shù)方案有陶瓷涂布、PVDF涂布以及聚合物凝膠電解質(zhì)開(kāi)發(fā)。陶瓷涂布與PVDF涂布主要是在電極膜片或者隔離膜上涂覆一層厚度為數(shù)微米的陶瓷或者PVDF，陶瓷可以提高隔離膜的剛度、改善陰極活性物質(zhì)氧化等，從而有效的提高電芯的安全性能^PVDF可以增加電極膜片與隔離膜之間的粘接力，從而提高電芯的剛度，增加電芯的硬度。但是這兩種涂覆技術(shù)，均要使用成本較高的涂覆機(jī)器，同時(shí)涂覆過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)壞品導(dǎo)致膜片或者隔離膜的浪費(fèi)，從而大大增加了改技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用成本。因此使用成本更為低廉、工藝更為簡(jiǎn)單的聚合物凝膠電解質(zhì)解決以上問(wèn)題必將成為更為優(yōu)越的方案。
[0004]所謂聚合物凝膠電解質(zhì)即是采用高分子量聚合物分散在液態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)中，通過(guò)高分子鏈段和液態(tài)電解質(zhì)溶劑之間的相互作用(范德華力、氫鍵等)來(lái)包覆和鎖定液態(tài)電解質(zhì)溶劑，形成一種高電導(dǎo)率的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。由于高分子量聚合物的引入，往往會(huì)降低液態(tài)電解質(zhì)原本的流動(dòng)性、增加鋰離子的擴(kuò)散阻力，從而使得液態(tài)電解質(zhì)原本具有的電化學(xué)性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種凝膠電解質(zhì)及其含有該電解質(zhì)的鋰離子電池制備方法，該凝膠電解質(zhì)具有優(yōu)良的電化學(xué)性能及安全性，而且該凝膠電解質(zhì)的粘度可調(diào)；使用該電解質(zhì)的鋰離子電池制備方法制備鋰離子電池時(shí)，工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。 [0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種凝膠電解質(zhì)，該技術(shù)方案如下:一種凝膠電解質(zhì)，包括液態(tài)電解質(zhì)、聚合物組分和引發(fā)劑，所述液態(tài)電解質(zhì)包括溶劑、添加劑和鋰鹽，其特征在于:所述聚合物組分包括對(duì)稱結(jié)構(gòu)的高分子單體或高分子聚合物，所述對(duì)稱結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱或者軸對(duì)稱，所述高分子單體的對(duì)稱中心為單一原子，所述高分子單體為1，6_已二基雙[氧(2-羧丙基-1，3-二基)]二丙烯酸酯、雙酚A 二甲基丙烯酸酯、對(duì)二乙烯苯、甲基丙烯酸-2-羧乙基酯磷酸酯、雙酚A丙三醇雙甲基丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯封端的聚乙撐二氧噻吩中的至少一種。
[0007]所述聚合物組分還包括非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分子，所述非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分子含量占聚合物組分的比例不超過(guò)45%。
[0008]所述聚合物組分占凝膠電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2?30%。
[0009]所述引發(fā)劑包括有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑和氧化還原類引發(fā)劑中的至少一種。
[0010]所述引發(fā)劑包括異丙苯過(guò)氧化氫、特丁基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二特丁基、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化十二酰、過(guò)氧化苯甲酸特丁酯、過(guò)氧化特戊酸特丁酯、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯和過(guò)氧化二碳酸二環(huán)己酯中的至少一種。
[0011]所述引發(fā)劑占凝膠電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0Of 5%。
[0012]所述單一原子的對(duì)稱中心為氧原子、氮原子、碳原子、磷原子、硫原子或硒原子。
[0013]本發(fā)明還提供一種含有上述電解質(zhì)的鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟:步驟一、將所述液態(tài)電解質(zhì)與所述高分子單體組分混合均勻，加入所述引發(fā)劑制得凝膠電解質(zhì)前驅(qū)體；步驟二、將陰極膜片、陽(yáng)極膜片以及隔離膜組裝成裸電芯之后，入殼或袋，得到待注液電芯；步驟三、將步驟一中的凝膠電解質(zhì)前驅(qū)體注入步驟二中的待注液電芯后封口，待膜片充分浸潤(rùn)后，在引發(fā)環(huán)境下引發(fā)單體聚合；步驟四、依次進(jìn)行化成、整形、除氣工序，制備得到成型后的電池。
[0014]步驟三中的引發(fā)環(huán)境為光引發(fā)或者熱引發(fā)，在步驟三的引發(fā)反應(yīng)過(guò)程中，可在電芯表面施加不超過(guò)IOMPa的壓強(qiáng)。
[0015]所述光引發(fā)為紫外光引發(fā)，所述熱引發(fā)的溫度為25-100°C。
[0016]所述步驟三中的凝膠過(guò)程可在步驟四的化成工序后進(jìn)行。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的聚合物組分包括對(duì)稱結(jié)構(gòu)的高分子單體或高分子聚合物，對(duì)稱結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱或者軸對(duì)稱，高分子單體的對(duì)稱中心為單一原子，高分子單體為1，6_已二基雙[氧(2-羧丙基-1,3-二基)]二丙烯酸酯、雙酚A 二甲基丙烯酸酯、對(duì)二乙烯苯、甲基丙烯酸-2-羧乙基酯磷酸酯、雙酚A丙三醇雙甲基丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯封端的聚乙撐二氧噻吩中的至少一種。由上述聚合物組分形成的凝膠電解質(zhì)具有優(yōu)良的電化學(xué)性能及安全性；同時(shí)，具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的高分子骨架能夠鎖定液態(tài)電解質(zhì)最終形成流動(dòng)性較差的凝膠電解質(zhì)，因此與液態(tài)電解質(zhì)電芯相比，該凝膠電解質(zhì)電芯具有更為優(yōu)越的安全性能；制備得到的電池也具有較高的容量和較好的安全性能。其次，該凝膠電解質(zhì)的粘度可調(diào)，因此適合于灌注工藝和在電極膜片上涂布工藝；最后，使用上述電解質(zhì)的鋰離子電池制備方法制備鋰離子電池時(shí)，工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0019]比較例1，配制液態(tài)電解質(zhì):按如下質(zhì)量比例關(guān)系稱取以下組分待用:EC: DEC: EMC: VC為30:40:30:1，之后再加入LiPF6，得到LiPF6濃度為ImoI/L的液態(tài)電解質(zhì)El (以下各實(shí)施例使用的E1，配制方式與本比較例相同)。
[0020]制備待注液電芯:分別以石墨和鈷酸鋰為陽(yáng)陰極活性材料，再加入導(dǎo)電劑、粘接齊?，經(jīng)過(guò)攪拌、涂覆、冷壓、分條、焊接等工序得到待卷繞極片，之后再與隔離膜一起卷繞得到裸電芯，使用鋁塑膜為包裝袋進(jìn)行頂側(cè)封，之后烘烤。
[0021]注液及電芯成型:將上述電解質(zhì)El注入烘烤后的電芯中，靜置直至電解質(zhì)充分浸潤(rùn)整個(gè)膜片，再進(jìn)行化成、整形、除氣等工序，最終得到成型后的電芯。
[0022]比較例2，配制凝膠電解質(zhì):按如下質(zhì)量關(guān)系稱取以下組分待用:E1:甲基丙烯酸甲酯:過(guò)氧化二苯甲酰為94.95:5:0.05 ;將稱量好的El電解質(zhì)以及甲基丙烯酸甲酯充分?jǐn)嚢璧玫角熬垠w凝膠電解質(zhì)；在使用前一個(gè)月時(shí)間內(nèi)加入稱量好的引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰，充分?jǐn)嚢璧玫酱褂媚z電解質(zhì)。
[0023]制備待注液電芯:按照比較例I制備待注液電芯，然后將上述凝膠電解質(zhì)注入電芯內(nèi)，待電解液充分浸潤(rùn)后，經(jīng)過(guò)加熱聚合、化成、整形、除氣等工序，最終得到成型后的電芯
[0024]比較例3，配制液態(tài)電解質(zhì):按如下質(zhì)量比例關(guān)系稱取以下組分待用:EC:PC:DEC:FEC=30:40:30:3，之后再加入 LiPF6，得到LiPF6濃度為lmol/L的液態(tài)電解質(zhì)E2。
[0025]制備待注液電芯:分別以硅陽(yáng)極和鈷酸鋰為陽(yáng)陰極活性材料，再加入導(dǎo)電劑、粘接劑，經(jīng)過(guò)攪拌、涂覆、冷壓、分切等工序得到待疊片極片，之后再與隔離膜一起疊片組裝得到裸電芯,之后入殼、烘烤。
[0026]注液及電芯成型:將上述電解質(zhì)E2注入烘烤后的電芯中，之后封口、靜置直至電解質(zhì)充分浸潤(rùn)整個(gè)膜片，再進(jìn)行化成工序，最終得到成型后的電芯。
[0027]比較例4，配制液態(tài)電解質(zhì):按如下質(zhì)量關(guān)系稱取以下組分待用:E2:正丙烯酸己酯:過(guò)氧化二碳酸酯為94.5:5:0.5 ;將稱量好的正丙烯酸己酯添加入稱量好的E2中，充分?jǐn)嚢柚敝疗渚鶆蚍稚⒂贓2 (配制方式同比較例3)中，在使用前12h時(shí)間內(nèi)加入稱量好的引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰，充分?jǐn)嚢璧玫酱褂媚z電解質(zhì)。
[0028]制備成型電芯:分別以硅陽(yáng)極和鈷酸鋰為陽(yáng)陰極活性材料，再加入導(dǎo)電劑、粘接劑，經(jīng)過(guò)攪拌、涂覆、冷壓制得陰陽(yáng)極膜片，將上述凝膠電解質(zhì)均勻涂覆于陰陽(yáng)極膜片表面，再將陰陽(yáng)極膜片分切、疊片、熱壓、入殼(鋁殼)、封口、化成，得到成型后的電芯。
[0029]實(shí)施例1，凝膠電解質(zhì)，包括液態(tài)電解質(zhì)、聚合物組分和引發(fā)劑，液態(tài)電解質(zhì)包括溶劑、添加劑和鋰鹽，聚合物組分包括對(duì)稱結(jié)構(gòu)的高分子單體或高分子聚合物，對(duì)稱結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱或者軸對(duì)稱，高分子單體的對(duì)稱中心為單一原子，高分子單體為1,6-已二基雙[氧(2-羧丙基-1，3- 二基)]二丙烯酸酯、雙酚A 二甲基丙烯酸酯、對(duì)二乙烯苯、甲基丙烯酸-2-羧乙基酯磷酸酯、雙酚A丙三醇雙甲基丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯封端的聚乙撐二氧噻吩中的至少一種。
[0030]優(yōu)選的，聚合物組分還包括非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分子，非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分子含量占聚合物組分的比例不超過(guò)45%。
[0031]聚合物組分占凝膠電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2~30%。
[0032]優(yōu)選的，引發(fā)劑包括有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑和氧化還原類引發(fā)劑中的至少一種。[0033]引發(fā)劑占凝膠電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.00廣5%。
[0034]優(yōu)選的，單一原子的對(duì)稱中心為氧原子、氮原子、碳原子、磷原子、硫原子或硒原子。
[0035]一種含有上述電解質(zhì)的鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟:配制凝膠電解質(zhì):按如下質(zhì)量關(guān)系稱取以下組分待用:E1:雙酚A 二甲基丙烯酸酯:過(guò)氧化二苯甲酰為94.95:5:0.05 ;將稱量好的El電解質(zhì)以及雙酚A二甲基丙烯酸酯充分?jǐn)嚢璧玫角熬垠w凝膠電解質(zhì)；在使用前一個(gè)月時(shí)間內(nèi)加入稱量好的引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰，充分?jǐn)嚢璧玫酱褂媚z電解質(zhì)。
[0036]制備待注液電芯:同比較例I。
[0037]注液及電芯成型:將上述凝膠電解質(zhì)注入烘烤后的電芯中，之后封口、靜置直至電解質(zhì)充分浸潤(rùn)整個(gè)膜片；再在電芯表面施加l.0MPa (不包括大氣壓強(qiáng))的壓強(qiáng)后，將電芯置于70°C溫度下進(jìn)行凝膠反應(yīng)4h;之后進(jìn)行化成、整形、除氣等工序，最終得到成型后的電
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[0038]實(shí)施例2，與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例的包括如下步驟:配制凝膠電解質(zhì):按如下質(zhì)量關(guān)系稱取以下組分待用:Ε1:甲基丙烯酸甲酯:對(duì)二乙烯苯:過(guò)氧化二碳酸酯為94.95:2.5:2.5:0.05 ;將稱量好的Ε1、甲基丙烯酸甲酯和雙酚A 二甲基丙烯酸酯充分?jǐn)嚢璧玫角熬垠w凝膠電解質(zhì)，最后，在使用前一個(gè)月時(shí)間內(nèi)加入稱量好的引發(fā)劑過(guò)氧化二碳酸酯，充分?jǐn)嚢璧玫酱褂媚z 電解質(zhì)。
[0039]注液及電芯成型:將上述凝膠電解質(zhì)注入烘烤后的電芯中，之后封口、靜置直至電解質(zhì)充分浸潤(rùn)整個(gè)膜片；再在電芯表面施加0.0OlMPa (不包括大氣壓強(qiáng))的壓強(qiáng)后，將電芯置于25°C溫度下進(jìn)行凝膠反應(yīng)48h ;之后在電芯表面壓力存在條件下進(jìn)行化成，完成化成后卸掉壓力，再進(jìn)行整形、除氣等工序，最終得到成型后的電芯。
[0040]其它與實(shí)施例1的相同，這里不再重復(fù)。
[0041]實(shí)施例3，與實(shí)施例2不同的是，本實(shí)施例的包括如下步驟:配制凝膠電解質(zhì):按如下質(zhì)量關(guān)系稱取以下組分待用:E1:甲基丙烯酸甲酯:雙酚A丙三醇雙甲基丙烯酸酯:過(guò)氧化二碳酸酯為94.95:2.5:2.5:0.05 ;將稱量好的E1、甲基丙烯酸甲酯和雙酚A 二甲基丙烯酸酯充分?jǐn)嚢璧玫角熬垠w凝膠電解質(zhì)，最后，在使用前一個(gè)月時(shí)間內(nèi)加入稱量好的引發(fā)劑過(guò)氧化二碳酸酯，充分?jǐn)嚢璧玫酱褂媚z電解質(zhì)。
[0042]注液及電芯成型:將上述凝膠電解質(zhì)注入烘烤后的電芯中，之后封口、靜置直至電解質(zhì)充分浸潤(rùn)整個(gè)膜片；再在電芯表面施加0.0OlMPa (不包括大氣壓強(qiáng))的壓強(qiáng)后，將電芯置于溫度下進(jìn)行凝膠反應(yīng)48h;之后在電芯表面壓力存在條件下進(jìn)行化成，完成化成后卸掉壓力，再進(jìn)行整形、除氣等工序，最終得到成型后的電芯。
[0043]其它與實(shí)施例2的相同，這里不再重復(fù)。
[0044]實(shí)施例4，與實(shí)施例3不同的是，本實(shí)施例的包括如下步驟:配制凝膠電解質(zhì):按如下質(zhì)量關(guān)系稱取以下組分待用=El: 1,6-已二基雙[氧(2-羧丙基-1,3-二基)]二丙烯酸酯:過(guò)氧化二苯甲酰為99.4:0.2:02 ;將稱量好的El電解質(zhì)以及1，6-已二基雙[氧(2-羧丙基-1，3-二基)]二丙烯酸酯充分?jǐn)嚢璧玫角熬垠w凝膠電解質(zhì)；在使用前一個(gè)月時(shí)間內(nèi)加入稱量好的引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰，充分?jǐn)嚢璧玫酱褂媚z電解質(zhì)。
[0045]注液及電芯成型:將上述凝膠電解質(zhì)注入烘烤后的電芯中，之后封口、靜置直至電解質(zhì)充分浸潤(rùn)整個(gè)膜片；再在電芯表面施加0.01MPa (不包括大氣壓強(qiáng))的壓強(qiáng)后，將電芯置于100°C溫度下進(jìn)行凝膠反應(yīng)lh，之后進(jìn)行化成、整形、除氣等工序，最終得到成型后的電芯。
[0046]其它與實(shí)施例3的相同，這里不再重復(fù)。
[0047]實(shí)施例5，與實(shí)施例4不同的是，本實(shí)施例的包括如下步驟:配制凝膠電解質(zhì):按如下質(zhì)量關(guān)系稱取以下組分待用:E2:甲基丙烯酸-2-羧乙基酯磷酸酯:過(guò)氧化二碳酸酯為69.999:30:0.001 ;將稱量好的E2和甲基丙烯酸_2_羧乙基酯磷酸酯充分?jǐn)嚢璧玫角熬垠w凝膠電解質(zhì)，最后，在使用前12h時(shí)間內(nèi)加入稱量好的引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰，充分?jǐn)嚢璧玫酱褂媚z電解質(zhì)。
[0048]制備成型電芯:同比較例4。
[0049]其它與實(shí)施例4的相同，這里不再重復(fù)。
[0050]實(shí)施例6，與實(shí)施例5不同的是，本實(shí)施例的包括如下步驟:配制凝膠電解質(zhì):按如下質(zhì)量關(guān)系稱取以下組分待用:E1:PMMA:四甲基丙烯酸酯封端的聚乙撐二氧噻吩:過(guò)氧化二碳酸酯為75:9:11:5 ;將稱量好的PMMA添加入稱量好的El中，充分?jǐn)嚢柚敝疗渚鶆蚍稚⒂贓l中，再加入稱量好的聚乙撐二氧噻吩:過(guò)氧化二碳酸酯，充分?jǐn)嚢璧玫角熬垠w凝膠電解質(zhì)，最后，在使用前12h時(shí)間內(nèi)加入稱量好的引發(fā)劑過(guò)氧化二碳酸酯，充分?jǐn)嚢璧玫酱褂媚z電解質(zhì)。
[0051]注液及電芯成型:將上述凝膠電解質(zhì)注入烘烤后的電芯中，之后封口、靜置直至電解質(zhì)充分浸潤(rùn)整個(gè)膜片之后進(jìn)行化成；然后將化成的電芯置于60°C溫度下進(jìn)行凝膠反應(yīng)Sh ;之后進(jìn)行整形、除氣等工序，最終得到成型后的電芯。
[0052]其它與實(shí)施例5的相同，這里不再重復(fù)。
[0053]本發(fā)明進(jìn)行如下測(cè)試:容量測(cè)試:在35°C環(huán)境中按如下流程對(duì)各實(shí)施例和比較例的電芯進(jìn)行容量測(cè)試:靜置3min ；0.5C恒流充電至4.2V，恒壓充電至0.05C ;靜置3min ；
0.5C恒流放電至3.0V得到首次放電容量DO ;靜置3min之后完成容量測(cè)試。
[0054]電芯阻抗測(cè)試:在35°C下將電芯充電至3.85V(充電流程為:靜置3min ；0.5C恒流充電至3.85V，恒壓充電至0.05C ;靜置3min。)，之后使用電化學(xué)工作站測(cè)試電芯的交流阻抗，并記錄掃描頻率為1000HZ時(shí)的測(cè)試結(jié)果MP。
[0055]穿釘測(cè)試:在35°C環(huán)境中按如下流程將各實(shí)施例和比較例的電芯滿充:靜置3min ；0.5C恒流充電至4.2V，恒壓充電至0.05C ;之后將其固定于專門的穿釘夾具上，使用直徑為2.5mm的鐵釘，以10mm/s的速度穿過(guò)電芯中央,統(tǒng)計(jì)電芯著火數(shù)量；同時(shí)在穿釘?shù)倪^(guò)程中，監(jiān)控穿釘位置的升溫曲線，記錄未著火電芯升溫曲線中的最大值Tmax。
[0056]表1、不同電解質(zhì)/工藝電芯容量及穿釘測(cè)試時(shí)升溫曲線最高點(diǎn)溫度:
【權(quán)利要求】
1.凝膠電解質(zhì)，包括液態(tài)電解質(zhì)、聚合物組分和引發(fā)劑，所述液態(tài)電解質(zhì)包括溶劑、添加劑和鋰鹽，其特征在于:所述聚合物組分包括對(duì)稱結(jié)構(gòu)的高分子單體或高分子聚合物，所述對(duì)稱結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱或者軸對(duì)稱，所述高分子單體的對(duì)稱中心為單一原子，所述高分子單體為1，6_已二基雙[氧(2-羧丙基-1，3-二基)]二丙烯酸酯、雙酚A 二甲基丙烯酸酯、對(duì)二乙烯苯、甲基丙烯酸-2-羧乙基酯磷酸酯、雙酚A丙三醇雙甲基丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯封端的聚乙撐二氧噻吩中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于:所述聚合物組分還包括非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分子，所述非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分子含量占聚合物組分的比例不超過(guò)45%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于:所述聚合物組分占凝膠電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2?30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于:所述引發(fā)劑包括有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑和氧化還原類引發(fā)劑中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于:所述引發(fā)劑占凝膠電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001?5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于:所述單一原子的對(duì)稱中心為氧原子、氮原子、碳原子、磷原子、硫原子或硒原子。
7.含有權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電解質(zhì)的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟一、將所述液態(tài)電解質(zhì)與所述高分子單體組分混合均勻，加入所述引發(fā)劑制得凝膠電解質(zhì)前驅(qū)體；步驟二、將陰極膜片、陽(yáng)極膜片以及隔離膜組裝成裸電芯之后，入殼或袋，得到待注液電芯；步驟三、將步驟一中的凝膠電解質(zhì)前驅(qū)體注入步驟二中的待注液電芯后封口，待膜片充分浸潤(rùn)后，在引發(fā)環(huán)境下引發(fā)單體聚合；步驟四、依次進(jìn)行化成、整形、除氣工序，制備得到成型后的電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含有電解質(zhì)的鋰離子電池的制備方法，其特征在于:步驟三中的引發(fā)環(huán)境為光引發(fā)或者熱引發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含有電解質(zhì)的鋰離子電池的制備方法，其特征在于:所述光引發(fā)為紫外光引發(fā)，所述熱引發(fā)的溫度為25-100°C。
【文檔編號(hào)】H01M10/0565GK103996869SQ201410200104
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】賴旭倫 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司