一種改善正負極片與電解質膜間的界面阻抗的方法與流程

文檔序號：12907595閱讀：458來源：國知局

本發(fā)明涉及鋰電池等領域，具體為一種改善正負極片與電解質膜間的界面阻抗的方法。

背景技術：

鋰離子電池因其具有高的工作電壓、高能量密度、對環(huán)境無毒無污染等優(yōu)點而作為一種儲能設備在數碼領域得到廣泛應用。由于純電動汽車和混合電動汽車的飛速發(fā)展，從而對鋰離子電池能量密度及安全性等方面有了更高的要求。

目前市場廣泛使用的鋰離子電池所用的電解質為有機液態(tài)電解質，這也帶來了一系列問題。目前在液態(tài)鋰離子電池中所使用的液態(tài)電解質的量難以再降低，這對我們提高鋰離子電池的質量能量密度和體積能量密度都存在較大困難，其次有機液態(tài)電解液易燃易爆，有較大的安全隱患。

與傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池相比較，固態(tài)電池有很多優(yōu)勢，發(fā)展前景值得期待。其中，兩個最明顯的優(yōu)勢就是能量密度更高，運行更安全。固態(tài)電池在大電流下工作不會因出現鋰枝晶而刺破隔膜導致短路，不會在高溫下發(fā)生副反應，不會因產生氣體而發(fā)生燃燒，因此，安全性被認為是固態(tài)電池發(fā)展的最根本驅動力之一。然而，固態(tài)電池缺點在于固態(tài)電解質與正負極片間的界面阻抗較大，導致電池整體內阻大，充電速度慢，從而導致固態(tài)電池在市場上沒有太大的競爭優(yōu)勢。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種改善正負極片與電解質膜間的界面阻抗的方法，以降低正負極片與電解質膜之間界面的阻抗。

實現上述目的的技術方案是：一種改善正負極片與電解質膜間的界面阻抗的方法，包括以下步驟：步驟s1)組裝電池：即將電解質膜組裝在正極片和負極片之間；。步驟s2)向所述電池加入酯類溶劑，并使酯類溶劑浸潤至所述正極片和所述電解質膜組之間以及所述負極片和所述電解質膜組之間，并采用熱壓法對所述電池進行熱壓。

在本發(fā)明一較佳的實施例中，所述步驟s2)中包括以下步驟：步驟s21)采用噴、刷或注液中的一種方法向所述電池中加入酯類溶劑；步驟s22)抽真空，去除多余的酯類溶劑，并在溫度為150℃-240℃條件下封口；步驟s23)在溫度為10℃-100℃條件下，靜置0h-48h，使剩余的酯類溶劑充分浸潤至電解質膜、正極片、負極片；步驟s24)在溫度為10℃-120℃，壓力為0mpa-0.99mpa條件下，熱壓時間為0min-120min。

在本發(fā)明一較佳的實施例中，所述正極片包括正極電極和正極活性材料。

在本發(fā)明一較佳的實施例中，所述步驟s21)中，所述酯類溶劑與所述正極活性材料的質量比為：1:1-1:100。

在本發(fā)明一較佳的實施例中，所述正極活性材料包括磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳、鎳鈷鋁三元材料、富鋰錳基正極材料中的至少一種。

在本發(fā)明一較佳的實施例中，所述負極片包括負極電極以及負極活性材料。

在本發(fā)明一較佳的實施例中，所述負極電極包括鋰金屬或鋰鋁合金；所述負極活性材料包括碳、硅、硅碳、二硫化鉬中的至少一種。

在本發(fā)明一較佳的實施例中，所述酯類溶劑包括碳酸乙烯酯、鄰苯二甲酸二酯類、碳酸丙烯酯、脂肪族二元酸酯類、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、磷酸酯類、碳酸二乙酯溶劑中的至少一種。

在本發(fā)明一較佳的實施例中，所述電解質膜包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯膜中的至少一種。

本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明的改善正負極片與電解質膜間的阻抗的方法，有效的改善了正負極片與電解質膜間的阻抗。通過熱壓使正負極中的粘結劑與電解質膜中的成分熔融或溶脹產生粘性，減小了正負極片與電解質膜間界面電阻，提高了全固態(tài)電池充放電倍率。

具體實施方式

以下實施例的說明，用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。

一種改善正負極片與電解質膜間的界面阻抗的方法，包括以下步驟。

步驟s1)組裝電池：即將電解質膜組裝在正極片和負極片之間；即將電池中的正極片、電解質膜和負極片疊片式的進行軟包裝。所述正極片包括正極活性材料以及正極電極。所述正極活性材料包括磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳、鎳鈷鋁三元材料、富鋰錳基正極材料中的至少一種。所述負極片包括負極電極以及負極活性材料。所述負極電極包括鋰金屬或鋰鋁合金；所述負極活性材料包括碳、硅、硅碳、二硫化鉬中的至少一種。所述電解質膜包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯膜中的至少一種。

步驟s2)向所述電池加入酯類溶劑，并使酯類溶劑浸潤至所述正極片和所述電解質膜組之間以及所述負極片和所述電解質膜組之間，并采用熱壓法對所述電池進行熱壓。

在所述步驟s2)中包括以下步驟。

步驟s21)采用噴、刷或注液中的一種方法向所述電池中加入酯類溶劑；所述步驟s21)中，所述酯類溶劑與所述正極活性材料的質量比為：1:1-1:100。所述酯類溶劑包括碳酸乙烯酯、鄰苯二甲酸二酯類、碳酸丙烯酯、脂肪族二元酸酯類、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、磷酸酯類、碳酸二乙酯溶劑中的至少一種。

步驟s22)抽真空，去除多余的酯類溶劑，并在溫度為150℃-240℃條件下封口。

步驟s23)在溫度為10℃-100℃條件下，靜置0h-48h，使剩余的酯類溶劑充分浸潤至電解質膜、正極片、負極片。

步驟s24)在溫度為10℃-120℃，壓力為0mpa-0.99mpa條件下，熱壓時間為0min-120min。

實施例1

準備正極片、負極片以及電解質膜：分別取尺寸為4cm*6cm、5cm*7cm、5.5cm*7.5cm的正極片、負極片及聚氧化乙烯基的電解質膜，以及裁剪尺寸為9cm*24cm的鋁塑膜。

步驟s1)采用疊片的方式組裝電池。

步驟s21)采用噴涂方法向所述電池中加入酯類溶劑；所述酯類溶劑與所述正極活性材料的質量比為：1:2，所述酯類溶劑的質量為0.1g。所述酯類溶劑為碳酸丙烯酯溶劑。

步驟s22)抽真空，去除多余的酯類溶劑，并在溫度為190℃條件下封口。

步驟s23)在溫度為60℃條件下，靜置6h，使剩余的酯類溶劑充分浸潤至電解質膜、正極片、負極片。