本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種半固態(tài)鋰離子電池。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的發(fā)展，鋰離子電池在便攜式電子設(shè)備、電動汽車以及儲能系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池由于其使用的液態(tài)電解質(zhì)具有易燃性，在充放電過程中容易產(chǎn)生安全隱患，如起火和爆炸等問題。此外，液態(tài)電解質(zhì)在高溫和低溫環(huán)境下的性能穩(wěn)定性差，進一步限制了其應(yīng)用范圍。

2、半固態(tài)鋰離子電池作為一種新型電池技術(shù)，通過將液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)結(jié)合起來，在保持高能量密度的同時，顯著提高了電池的安全性能。半固態(tài)電池通過減少液態(tài)電解質(zhì)的比例，引入不易燃的固態(tài)電解質(zhì)，從根本上解決了傳統(tǒng)液態(tài)電池的安全性問題。此外，半固態(tài)電池還具有優(yōu)異的循環(huán)性能和高低溫性能，能夠在更廣泛的環(huán)境條件下穩(wěn)定工作。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種半固態(tài)鋰離子電池，本發(fā)明不僅提高了電池的安全性，還改善了電池的整體性能，適用于需要高安全性、高能量密度和長壽命的各類應(yīng)用場景。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種半固態(tài)鋰離子電池，包括：

3、一正極，其配方包括90％至98％的活性物質(zhì)、2％至6％的固態(tài)電解質(zhì)、0.5％至2％的導(dǎo)電劑和0.5％至3％的粘合劑；

4、一負極，其配方包括90％至98％的活性物質(zhì)、1％至5％的增稠劑、0.5％至2％的導(dǎo)電劑和1％至3％的粘合劑；

5、一涂覆有2c+12+2latp涂層的隔膜；

6、一鋰鹽濃度為3.0至3.5摩爾的高濃度電解液。

7、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述正極的制備方法包括以下步驟：

8、將正極材料在70℃至90℃下烘烤4至8小時；

9、以15至25轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5至10分鐘，然后以50至100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3至5小時；

10、加入固態(tài)電解質(zhì)和導(dǎo)電劑，以15至25轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5至10分鐘，然后以50至100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌1至2小時；

11、進行真空攪拌，調(diào)節(jié)漿料粘度至3000至7000毫帕·秒。

12、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，其中所述負極的制備方法包括以下步驟：

13、將負極材料在50℃至70℃下烘烤；

14、將活性物質(zhì)、增稠劑、導(dǎo)電劑、粘合劑和固態(tài)電解質(zhì)按比例混合；

15、以15至25轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5至10分鐘，然后以50至100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌2至4小時；

16、進行真空攪拌，調(diào)節(jié)漿料粘度至3000至7000毫帕·秒。

17、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述隔膜的制備方法包括以下步驟：

18、涂覆2c+12+2latp涂層；

19、將隔膜在適當(dāng)溫度下干燥。

20、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電解液的制備方法包括以下步驟：

21、配制鋰鹽濃度為3.0至3.5摩爾的高濃度電解液；

22、根據(jù)需要調(diào)整溶劑成分，以增強負極的浸潤性和吸液性。

23、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述正極活性物質(zhì)選自鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰中的至少一種。

24、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述固態(tài)電解質(zhì)為li1+xalxti2-x(po4)3(latp)。

25、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述隔膜為聚烯烴隔膜，且在隔膜兩側(cè)均涂覆有固態(tài)電解質(zhì)涂層。

26、本發(fā)明的有益效果是：首先，通過在正極和負極材料中引入固態(tài)電解質(zhì)，大幅度減少了易燃液態(tài)電解質(zhì)的使用比例，從根本上提升了電池的安全性能，避免了傳統(tǒng)液態(tài)電池在針刺、擠壓、短路等情況下的起火和爆炸風(fēng)險；

27、其次，采用的固態(tài)電解質(zhì)latp(li1+xalxti2-x(po4)3)具有高離子導(dǎo)電性和寬電化學(xué)窗口，顯著改善了電池的離子傳導(dǎo)效率，提升了電池的能量密度和電化學(xué)性能，此外，高濃度鋰鹽電解液的使用進一步增強了電池在高低溫環(huán)境下的穩(wěn)定性，使得電池能夠在更廣泛的工作溫度范圍內(nèi)保持優(yōu)異的性能表現(xiàn)；

28、通過優(yōu)化正極和負極的配方，結(jié)合改進的制造工藝，本發(fā)明的半固態(tài)鋰離子電池在循環(huán)壽命和充放電速率方面也表現(xiàn)出色，電池在長時間循環(huán)使用后仍能保持較高的容量保持率，滿足了對電池壽命和性能要求較高的應(yīng)用需求；

29、綜合以上優(yōu)勢，本發(fā)明的半固態(tài)鋰離子電池不僅在安全性和性能上具有顯著的提升，還具備更長的使用壽命和更好的環(huán)境適應(yīng)性，適用于便攜式電子設(shè)備、電動汽車、儲能系統(tǒng)等多種高要求應(yīng)用場景，具有廣闊的市場前景和應(yīng)用價值。

技術(shù)特征：

1.一種半固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鋰離子電池，其特征在于：所述正極的制備方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鋰離子電池，其特征在于：其中所述負極的制備方法包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鋰離子電池，其特征在于：所述隔膜的制備方法包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鋰離子電池，其特征在于：所述電解液的制備方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鋰離子電池，其特征在于：所述正極活性物質(zhì)選自鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述固態(tài)電解質(zhì)為li1+xalxti2-x(po4)3(latp)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述隔膜為聚烯烴隔膜，且在隔膜兩側(cè)均涂覆有固態(tài)電解質(zhì)涂層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種半固態(tài)鋰離子電池，包括一正極，其配方包括90％至98％的活性物質(zhì)、2％至6％的固態(tài)電解質(zhì)、0.5％至2％的導(dǎo)電劑和0.5％至3％的粘合劑；一負極，其配方包括90％至98％的活性物質(zhì)、1％至5％的增稠劑、0.5％至2％的導(dǎo)電劑和1％至3％的粘合劑；一涂覆有2C+12+2LATP涂層的隔膜；一鋰鹽濃度為3.0至3.5摩爾的高濃度電解液。本發(fā)明的半固態(tài)鋰離子電池采用了優(yōu)化的正極和負極材料配方，通過在正極和負極中添加適量的固態(tài)電解質(zhì)，進一步提升了電池的離子導(dǎo)電性能和熱穩(wěn)定性。并且，通過使用高濃度鋰鹽電解液和改進的隔膜技術(shù)，使得電池在充放電過程中具有更好的電化學(xué)性能和更長的循環(huán)壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：唐本升
受保護的技術(shù)使用者：湖南長虹聚和源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17