(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111461078.X (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 荣盛盟固利新能源科技股份有限公 司 地址 101300 北京市顺 义区中关村科技园 区顺义园临空二路1号 (72)发明人 孙小嫚　李丹　杨道均　刘正耀　 吴宁宁　 (74)专利代理 机构 北京思创大成知识产权代理 有限公司 1 1614 代理人 高爽 (51)Int.Cl. H01M 10/058(2010.01) H01M 50/403(2021.01) H01M 50/489(2021.01)H01M 50/46(2021.01) H01M 10/056(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种高安全半固态锂离子电池及其制造方 法 (57)摘要 一种高安全半固态锂离子电池及其制造方 法， 所述电池包含正负极极片、 隔膜和凝胶固态 电解质层， 所述凝胶固态电解质层位于所述极片 和所述隔膜之间； 所述凝胶固态电解质层是固态 电解质均匀分散在凝胶电解质中形成的混合涂 层。 本发明通过电解液溶胀、 热复合工艺及原位 固化技术， 在隔膜与电极之间构建一层凝胶电解 质与固态电解质的复合层， 固态电解质均匀分散 在凝胶电解质中， 有效提高了锂离子在凝胶电解 质层的迁移效率。 隔膜通过聚合物胶层可以与电 极有效的粘结在一起， 保证界面的均匀性， 避免 使用过程中极片的错位导致短路， 提高电池硬 度， 减少了电芯游离液态电解液， 进一步提升了 电池的安全性能。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114284563 A 2022.04.05 CN 114284563 A 1.一种高安全半固态锂离子电池， 其特征在于， 所述电池包含正负极极片、 隔膜和凝胶 固态电解质层， 所述凝胶固态电解质层位于所述极片和所述隔膜之间； 所述凝胶固态电解质层是固态电解质均匀分散在凝胶电解质中形成的混合涂层。 2.根据权利要求1所述的高安全半固态锂离子电池， 其特征在于， 所述隔膜为基膜或陶 瓷隔膜。 3.根据权利 要求2所述的高安全半固态锂离子电池， 其特征在于， 所述基膜为PE、 PP、 纤 维素、 PET、 PI、 无 纺布和静电纺丝隔膜中的至少一种； 所述基膜厚度为5～ 20 μm， 孔隙率 为20～60％。 4.根据权利要求2所述的高安全半固态锂离子电池， 其特征在于， 所述陶瓷隔膜为其上 涂覆有陶瓷颗粒的基膜； 所述陶瓷颗粒为SiO2、 TiO2、 MgO、 Al2O3中的至少一种。 5.根据权利要求1所述的高安全半固态锂离子电池， 其特征在于， 所述凝胶电解质是由 高分子聚合物形成， 所述高分子聚合物优选为聚偏氟乙烯、 聚乙烯醇、 聚丙烯腈、 羟甲基纤 维素钠、 聚丙烯酸及其盐类、 聚四氟乙烯、 丁苯橡胶中的至少一种。 6.根据权利要求1所述的高安全半固态锂离子电池， 其特征在于， 所述固态电解质为 Li3.3La0.56TiO3、 LiTi2(PO4)3、 Li14Zn(GeO4)4、 Li7La3Zr2O12、 Li2S‑P2S5、 Li2S‑P2S5‑MSx、 Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3、 LiBH4、 LiBH4‑LiNH2、 LiNH2、 Li3AlH， Li2NH、 Li2B4O7、 Li3PO4、 Li2O‑B2O3‑ P2O5、 Li10GeP2S12、 Li10SiP2S12、 LiAlTiPO4、 PEO、 PEO ‑NaI‑NPdSICUN、 Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3‑ PEO、 PEO/L i10GeP2S12/SN、 Li3N中的至少一种。 7.权利要求1 ‑6中任意一项所述的高安全半固态锂离子电池的制造方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 1)制备均匀的固态电解质和高分子聚合物的混合浆料， 将所述混合浆料均匀涂覆在隔 膜两面， 烘干后形成具有混合涂层的隔膜； 2)将所述隔膜和正负极 极片通过叠片或卷绕的方式、 接入极耳后封装成电芯； 3)在所述电芯中注入电解液后， 进行高温压力化成， 在化成过程中所述隔膜与所述极 片进行热复合； 4)所述电芯热复合后迅速冷压， 在冷压过程中所述混合涂层进行原位固化， 形成凝胶 固态电解质层； 5)冷压后所述电芯进行老化、 除气、 分容， 制得 所述高安全半固态锂离 子电池。 8.根据权利要求7所述的高安全半固态锂离子电池的制造方法， 其特征在于， 所述涂覆 为凹版涂覆。 9.根据权利要求7所述的高安全半固态锂离子电池的制造方法， 其特征在于， 单面的所 述混合涂层的厚度为2 ～7 μm。 10.根据权利要求7所述的高安全半固态锂离子电池的制造方法， 其特征在于， 所述高 温压力化成的压力为0.0 5‑1MPa， 温度为 45‑85℃。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114284563 A 2一种高安全半固态锂离 子电池及其制造方 法 技术领域 [0001]本发明涉及电池技术领域， 具体涉及一种高安全半固态锂离子电池及其制造方 法。 背景技术 [0002]半固态锂离子电池与液态锂离子电池相比， 由于一部分电解液被固态电解质取 代， 有机电解液在高温下分解燃烧的风险大幅降低， 电池的安全性能明显提升； 对比固态锂 离子电池， 需要克服的技术难点更少， 更易实现产业化推广。 基于以上优势， 半固态锂离子 电池得到 了众多电池厂家的青睐。 [0003]目前传统的半固态电池， 通过隔膜上涂覆固态电解质或电极中加入部分固态电解 质， 虽然相比全固态电池的锂离子传导有一定改善， 但电极 界面仍不够均匀， 锂离子通过界 面要克服较高的能垒， 导致扩散阻力增大， 界面电阻也会增加电池内阻， 电池的寿命及功 率 性能均受到一定的影响。 发明内容 [0004]本发明针对现有技术不足， 提出了一种高安全半固态锂离子电池， 该电池在正负 极极片和隔膜之间构建一层高锂离子电导率的凝胶电解质与固态电解质的复合涂层， 改善 电极界面的均匀性， 提高锂离子迁移速率， 同时能够减少电解液的用量、 抑制锂枝晶的生 成。 由于隔膜和极片实现一体化， 生产转运过程中极片没有错位， 循环测试时电芯不易变 形， 隔膜和极片之 间不会有气 体的聚集。 得益于在凝胶层加入了含Li的固态电解质， 锂离子 在凝胶层的迁移变快， 电解液发生副反应导致的亏液风险也降低， 有效提高了电池的安全 性、 寿命和能量密度。 [0005]为了实现上述目的， 本发明的第一方面提供一种高安全半固态锂离子电池， 所述 电池包含正负极极片、 隔膜和凝胶固态电解质层， 所述凝胶固态电解质层位于所述极片和 所述隔膜之 间； 所述凝胶固态电解质层是固态电解质均匀分散在凝胶电解质中形成的混合 涂层。 [0006]本发明的第二方面提供一种高安全半固态锂离子电池制造方法， 所述的方法包括 以下步骤： [0007]1)制备均匀的固态电解质和高分子聚合物的混合浆料， 将所述混合浆料均匀涂覆 在隔膜两面， 烘干后形成具有混合涂层的隔膜； [0008]2)将所述隔膜和正负极 极片通过叠片或卷绕的方式、 接入极耳后封装成电芯； [0009]3)在所述电芯中注入电解液后， 进行高温压力化成， 在化成过程中所述隔膜与所 述极片进行 热复合； [0010]4)所述电芯热复合后迅速冷压， 在冷压过程中所述混合涂层进行原位固化， 形成 凝胶固态电解质层； [0011]5)冷压后所述电芯进行老化、 除气、 分容， 制得 所述高安全半固态锂离 子电池。说　明　书 1/4 页 3 CN 114284563 A 3