卷芯及其制备方法、卷绕型固态电池与流程

专利2025-11-27  1


本申请涉及电池,特别是涉及一种卷芯及其制备方法、卷绕型固态电池。


背景技术:

1、叠片与卷绕是目前常用的两种电芯成型工艺。然而,由于固体电解质本身并不具有柔性并且固体电解质之间几乎不存在粘合性,因此固体电解质层在卷绕部容易产生破裂,而当固体电解质层发生破裂时,正极和负极彼此接触,会导致电池内部短路。


技术实现思路

1、基于此,本申请提供一种卷芯及其制备方法、卷绕型固态电池,以解决上述技术问题。

2、本申请的第一方面提供了一种卷芯,包括正极片、负极片以及正极片和负极片之间的固态电解质膜,该固态电解质膜包括平坦区和卷绕区,平坦区和卷绕区均包括固态电解质和粘结剂;其中,

3、粘结剂包括a和b的嵌段聚合物,a为如式(i)结构的化合物,b为如式(ii)结构的化合物,

4、、

5、其中,r1~r3以及r1’~r6’各自独立地选自氢或烷基基团;

6、在平坦区中,a占嵌段聚合物总质量的40%以上;

7、在卷绕区中,a占嵌段聚合物总质量的20%~34%。

8、在一些实施方式中,固态电解质膜中粘结剂的质量百分比为0.5%~5%。

9、在一些实施方式中,固态电解质膜的厚度为10μm ~100μm 。

10、在一些实施方式中,卷绕区包括固态电解质膜的全部弯曲区域。

11、在一些实施方式中,自卷芯内层到卷芯外层的卷绕区中,a占嵌段聚合物的质量百分比依次升高。

12、在一些实施方式中,位于卷芯最内层的固态电解质膜中,卷绕区中a占嵌段聚合物总质量的20%~25%。

13、在一些实施方式中,卷绕区包括折弯区和过渡区,过渡区中a占嵌段聚合物的质量百分比小于折弯区中a占嵌段聚合物的质量百分比;其中,过渡区连接平坦区和折弯区。

14、在一些实施方式中,过渡区中,a占嵌段聚合物总质量的20%~25%。

15、在一些实施方式中,固态电解质包括氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、卤化物固态电解质、氢化物固态电解质、硼化物固态电解质、氮化物固态电解质、聚合物固态电解质中的一种或多种。

16、本申请的第二方面提供了一种如上述第一方面提供的卷芯的制备方法,包括以下步骤:

17、将固态电解质、粘结剂以及溶剂混合,制得浆料;

18、将浆料涂布于第一极片表面;

19、干燥处理,在第一极片表面形成固态电解质膜;将第二极片复合于固态电解质膜表面,获得层叠体;

20、将层叠体卷绕,形成卷芯;

21、其中,将固态电解质、粘结剂以及溶剂混合的步骤包括:调整粘结剂中a占嵌段聚合物的质量百分比。

22、本申请的第三方面提供了一种卷绕型固态电池,包括上述第一方面提供的卷芯或根据上述第二方面提供的制备方法制得的卷芯。

23、本申请中通过在固态电解质膜的平坦区和卷绕区内,分区域分别添加不同组分含量的包括a和b的嵌段聚合物,在卷绕区中a占嵌段聚合物总质量的20%~34%,使得固态电解质膜在具备优异的柔性性能,电池不易发生内部短路;同时,在平坦区中a占嵌段聚合物总质量的40%以上,使得电池具备较好的循环性能。



技术特征:

1.一种卷芯,其特征在于,包括正极片、负极片以及所述正极片和负极片之间的固态电解质膜,所述固态电解质膜包括平坦区和卷绕区,所述平坦区和所述卷绕区均包括固态电解质和粘结剂;其中,

2.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述固态电解质膜中所述粘结剂的质量百分比为0.5%~5%。

3.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述固态电解质膜的厚度为10μm~100μm。

4.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述卷绕区包括所述固态电解质膜的全部弯曲区域。

5.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,自所述卷芯的内层到所述卷芯的外层的所述卷绕区中,a占所述嵌段聚合物的质量百分比依次升高。

6.根据权利要求5所述的卷芯,其特征在于,位于所述卷芯的最内层的所述固态电解质膜中,所述卷绕区中a占所述嵌段聚合物总质量的20%~25%。

7.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述卷绕区包括折弯区和过渡区,所述过渡区中a占所述嵌段聚合物的质量百分比小于所述折弯区中a占所述嵌段聚合物的质量百分比;其中,所述过渡区连接所述平坦区和所述折弯区。

8.根据权利要求7所述的卷芯,其特征在于,所述过渡区中,a占所述嵌段聚合物总质量的20%~25%。

9.一种如权利要求1~8任一项所述的卷芯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

10.一种卷绕型固态电池,其特征在于,包括权利要求1~8任一项所述的卷芯或根据权利要求9所述的卷芯的制备方法制得的卷芯。


技术总结
本申请涉及一种卷芯及其制备方法、卷绕型固态电池,涉及电池技术领域。卷芯包括平坦区和卷绕区,平坦区和卷绕区均包括固态电解质和粘结剂,其中,粘结剂包括A和B的嵌段聚合物,在平坦区中,A占嵌段聚合物总质量的40%以上,在卷绕区中,A占嵌段聚合物总质量的20%~34%。本申请制备的卷芯具备优异的柔性性能,电池不易发生内部短路的同时,具备较好的循环性能。

技术研发人员:孟珂卉,何泓材,周柯,韩寒,冯玉川,李峥
受保护的技术使用者:成都清陶新能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-28120.html