一种固态电池的制备方法及固态电池与流程

1.本发明涉及固态电池技术领域，具体是一种固态电池的制备方法及固态电池。


背景技术：

2.为了缓解能源危机和保护环境，各类电池已经成为生活的必需品，在消费电子、电动汽车、航空航天等领域发挥着重要作用。然而，含有液态电解液的锂离子电池由于使用易燃的有机溶剂，极易着火甚至爆炸；使用液体有机电解质的传统的钠离子电池仍受到电解质固有的易燃性和易泄漏特性引起的安全问题的困扰。因此，使用不易燃的固态电解质代替易燃的液态电解液作为锂离子和钠离子传输的载体，可以极大地提高电池的安全性。此外，由于固态电解质的高机械强度，固态电池有望在一定程度上抑制锂枝晶和钠枝晶的过度生长，从而使得金属锂或金属钠作为负极的应用成为可能，这将大大增加电池的能量密度。因此，固态电池被认为是未来的关键电池技术之一，近年来引起极大的关注。
3.固态电池的界面问题，是目前学术界公认的影响固态电池性能发挥的最重要的难点问题，固态锂离子和钠离子电池都面临改善电极与固态电解质层相容性的挑战。固态电池中的界面由传统液态电池中的固-液接触界面变成固-固接触界面接触方式，大部分情况下为点接触，接触面积小，少部分电池体系下，界面初始可以是面接触，但是随着电池的循环，电极材料不可以避免地发生体积膨胀，使得原本良好的接触恶化，导致离子传输途径的减少，增加界面阻抗，电池性能持续恶化。
4.专利号cn115472917a、名称为固态电池的制备方法和固态电池的现有技术中，通过一次复合工艺将固态电解质膜和负极片复合在一起，形成了负极复合料带，然后再将负极复合料带与正极片进行二次复合，形成了极片复合料带，并将极片复合料带通过堆叠工艺形成电芯。该技术在固态电解质膜与正极片之间、固态电解质膜与负极片之间设置有界面修饰层，一方面由于修饰层的存在，降低了电池的体积能量密度，也不利于极片厚度一致性及大量生产制造；另一方面该技术仅增加了固-固界面的物理接触，没有从界面化学方面促进电极与固态电解质层的相容性。
5.而作为其余针对固态电池中的固-固界面问题的解决手段，多采用辊压法，将电极与固态电解质层压实，在一定程度上促进电极与固态电解质层的接触更紧密，但只是从物理接触层面上进行改进，并没有解决电极与固态电解质层界面的相容性较差的问题。
6.同时，固态电解质层界面问题，也会因不稳定界面的存在而引发一些严重问题，例如循环寿命短、性能下降快等，固-固界面处的物理失配可能会引起不可逆的新兴晶界损伤，不良的物理接触，内阻增加以及异质离子的迁移，从而在正极颗粒中形成裂纹。另外，在重复的锂化-去锂化和钠离子的嵌入-脱出期间活性材料的体积变化会进一步增加界面应力，并使结合-接触的界面变弱，说明良好的界面机械稳定性同样是获得高性能固态电池的关键。
7.因此，如何提高固态电池中固态电解质层界面的相容性从而提高其循环和稳定性能，是我们急需解决的。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种固态电池的制备方法，该制备方法针对固态电池中的固-固界面问题，从分子运动的角度改善电极和固体电解质之间的界面接触性，使得二者能更好的接触，降低界面阻抗，提高电极与固态电解质界面的稳定性，进而制备高界面相容性的固态电池。同时本发明还基于该固态电池的制备方法，提供了一种固态电池。
9.本发明的目的主要通过以下技术方案实现：一种固态电池的制备方法，包括以下步骤：取高分子聚合物分别配制正极高分子聚合物溶液和负极高分子聚合物溶液;将正极高分子聚合物溶液与正极活性物质、导电剂、粘结剂进行混合得到正极活性浆料，将正极活性浆料涂覆于集流体表面，经干燥、冷压、分切制得正极极片；将负极高分子聚合物溶液与负极活性物质、导电剂、粘结剂进行混合得到负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆于集流体表面，经干燥、冷压、分切制得负极极片；将增塑剂溶解于溶剂中形成溶液，将该溶液与固态电解质材料和粘结剂混合，并搅拌至均一状态，得到电解质浆料，将电解质浆料经浇筑、干燥、分切制得固态电解质片；将所述负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺组装，即得所述固态电池。
10.基于以上制备方法，所述正极高分子聚合物溶液和负极高分子聚合物溶液的高分子聚合物与增塑剂满足：高分子聚合物与增塑剂形成的共混物仅有一个玻璃化转变温度；或，在以温度为横坐标的dsc曲线中，高分子聚合物与增塑剂形成的共混物产生两个玻璃化转变温度，两个玻璃化转变温度分别为tg1和tg2，高分子聚合物和增塑剂自身的玻璃化转变温度分别为tg3和tg4，则tg1、tg2、tg3及tg4满足：。
11.基于以上制备方法，所述正极高分子聚合物溶液和/或负极高分子聚合物溶液中的高分子聚合物为聚氯乙烯、聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或任意两种以上物质的组合；所述正极高分子聚合物溶液和/或负极高分子聚合物溶液的溶剂为甲苯、丙酮中的一种或两种物质的组合。
12.基于以上制备方法，所述正极活性浆料中，所述高分子聚合物与正极活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为0.05~2.5：80~99:1~5:1~5。
13.基于以上制备方法，所述负极活性浆料中，所述高分子聚合物与负极活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为0.05~2.5：80~99：1~5：1~5。
14.基于以上制备方法，所述增塑剂、固态电解质材料和粘结剂按照质量比5~30：10~40：40~85进行混合。
15.基于以上制备方法，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸酯、乙酰柠檬酸三正丁酯、氯化聚乙烯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的一种或任意两种以上物质的组合。
16.基于以上制备方法，将所述负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺组
装，即得所述固态电池，具体步骤为：将负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺形成单层电芯单元或多层电芯单元；将一个单层电芯单元或多层电芯单元经热压、保温操作后置于外包装中封装成型，即得所述固态电池。
17.基于以上制备方法，所述热压操作的温度为45~85℃，压力为5~300mpa，保温操作的保温时间为0.5~20h。
18.基于该制备方法，所述正极活性物质为锂金属氧化物或改性后的锂金属氧化物，所述锂金属氧化物为橄榄石结构、层状结构或尖晶石结构中的一种结构或任意两种以上结构的组合。
19.基于该制备方法，所述正极活性材料也可为过渡金属层状氧化物、聚阴离子化合物或普鲁士蓝类似物。
20.基于该制备方法，所述负极活性物质为软碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅碳复合物、钛酸锂及硫中的一种或任意两种以上物质的组合。
21.基于该制备方法，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸锂、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁烯橡胶、苯乙烯橡胶、聚氨酯中的一种或任意两种以上物质的组合。
22.基于该制备方法，所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、气相生长炭纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或任意两种以上物质的组合。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明制备时，在正极极片和负极极片中加入高分子聚合物，在固态电解质层中加入增塑剂。在一定温度和压力的作用下，增塑剂和高分子聚合物的分子扩散运动加快，在短时间内分别迁移至固态电解质层表面和正、负极片表面，由于高分子聚合物与增塑剂的相似相溶性，使正极与固态电解质层、负极与固态电解质层发生粘接，在聚合物间的链接作用下，提高了固态电池的界面相容性。所选择的高分子聚合物与增塑剂形成的共混物仅有一个玻璃化转变温度或具有两个玻璃化转变温度（glass transition temperature, tg），且两个玻璃化转变温度峰较每一种聚合物自身的玻璃化转变温度峰更为接近，从而正极与固态电解质表面、负极与固态电解质表面具有高相容性。除此之外，本发明对电芯单元的热压操作，可以加速增塑剂的迁移，及促进高分子聚合物的扩散，在短时间内可以实现正、负极片与固态电解质层紧密的物理接触及化学接触，从而提高界面的相容性，更易实现工业化生产。另外，固态电解质层中增塑剂的加入，可以增加固态电解质层的弹性形变能力，使其与电极材料的接触面积大，有利于电极内部连续离子通道网络的形成，还能缓解充放电过程中电极活性材料的体积变化引发的问题，特别是聚合物固态电解质中增塑剂的加入，会提高聚合物链段运动速度，使聚合物溶胀而提供液体导电特征和降低玻璃化转变温度。
24.同时，本发明还基于以上固态电池的制备方法，提供了一种基于该制备方法制备的固态电池。
25.本发明的固态电池基于固态电池的制备方法，制备的电池从分子运动的角度改善了电极和固体电解质之间的界面问题，更好的物理及化学接触，降低了二者界面阻抗，提高了电极与固态电解质界面的稳定性，从而电池具有高界面相容性，电池循环寿命可在500圈以上。
附图说明
26.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1是固态电池的制备方法的流程图；图2是单层电芯单元的结构示意图；图3是保温过程中单层电芯单元的分子运动示意图；图4是具体实施例中固态电池多层电芯单元的结构示意图；图5是具体实施例中固态电池在循环前所测量的电化学阻抗图；图6是具体实施例中固态电池的循环性能曲线图；图中的标号分别表示为：1、负极极片；2、正极极片；3、固态电解质片；4、负极片中的高分子聚合物；5、正极片中的高分子聚合物；6、增塑剂。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
28.如图1所示，本发明实施例提供了一种固态电池的制备方法，包括以下步骤：s1 获取高分子聚合物溶液取高分子聚合物分别配制正极高分子聚合物溶液和负极高分子聚合物溶液本步骤中，正极高分子聚合物溶液和/或负极高分子聚合物溶液可通过以下方式制备获得：选用相同或不同类型的高分子聚合物作为溶质，选取甲苯、丙酮中任意一种或两组物质的组合来作为溶剂，按照所需高分子聚合物的质量，使其完全溶解于溶剂中分别进行制备。
29.作为具体的选择，高分子聚合物可以为聚氯乙烯（pvc）、聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（sbs）、聚苯乙烯（ps）、聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）中的一种或任意两种以上物质的组合。
30.需要说明的是，配制正极高分子聚合物溶液或负极高分子聚合物溶液时，溶剂的使用目的是将高分子聚合物溶解，使高分子聚合物更好的与活性物质、导电剂和粘结剂进行混合，选择不同的高分子聚合物时，其在溶剂中的溶解度不同，使用的溶剂的量也不同，具体高分子聚合物的用量按照高分子聚合物与活性物质、导电剂、粘结剂的质量比进行确定，而溶剂的使用量即可根据高分子聚合物的溶解度进行选择。
31.s2 制备正极极片本步骤中，正极极片的具体制备方法为：将正极高分子聚合物溶液与正极活性物质、导电剂、粘结剂进行混合得到正极活性浆料，将正极活性浆料涂覆于集流体表面，经干燥、冷压、分切制得正极极片。
32.作为具体的选择，所述正极活性浆料中，所述高分子聚合物与正极活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为0.05~2.5：80~99:1~5:1~5。
33.作为具体的选择，所述正极活性物质为锂金属氧化物或改性后的锂金属氧化物，
所述锂金属氧化物为橄榄石结构、层状结构或尖晶石结构中的一种结构或任意两种以上结构的组合。
34.作为具体的选择，所述正极活性材料也可为过渡金属层状氧化物、聚阴离子化合物或普鲁士蓝类似物。
35.s3 制备负极极片本步骤中，负极极片的具体制备方法为：将负极高分子聚合物溶液与负极活性物质、导电剂、粘结剂进行混合得到负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆于集流体表面，经干燥、冷压、分切制得负极极片。
36.作为具体的选择，所述负极活性浆料中，所述高分子聚合物与负极活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为0.05~2.5：80~99：1~5：1~5。
37.作为具体的选择，所述负极活性物质为软碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅碳复合物、钛酸锂及硫中的一种或任意两种以上物质的组合。
38.s4 制备固态电解质片本步骤中，固态电解质片的具体制备方法为：将增塑剂溶解在溶剂中形成溶液，将该溶液与固态电解质材料和粘结剂混合后，并搅拌至均一状态，得到电解质浆料，将电解质浆料经浇筑、干燥、分切制得固态电解质片；作为具体的选择，所述增塑剂、固态电解质材料和粘结剂按照质量比5~30：10~40：40~85进行混合。
39.在具体实施时，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（dop）、邻苯二甲酸二丁酯（dbp）、邻苯二甲酸二乙酯（dep）、邻苯二甲酸酯（paes）、乙酰柠檬酸三正丁酯（atbc）、氯化聚乙烯（cpe）、碳酸乙烯酯（ec）、碳酸丙烯酯（pc）和碳酸二甲酯（dmc）中的一种或任意两种以上物质的组合。
40.在具体实施时，所述固态电解质材料为氧化物基固态电解质（如钙钛矿型、nasicon型、lisicon型、lipon型、石榴石型和钠超离子导体等）、硫化物基固态电解质（如li
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gep2s
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、lgps和na3ps4等）和聚合物固态电解质中的一种或任意两种以上物质的组合。
41.在具体实施时，溶剂为甲苯、丙酮中任意一种或两组物质的组合。
42.在具体实施时，可采用聚四氟乙烯材质的模具进行电解质浆料浇筑。
43.s5 组装本步骤中，按将所述负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺组装，即得所述固态电池。
44.在具体实施时，具体叠片工艺的组装步骤为：s51 将负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺形成单层电芯单元或多层电芯单元；s52 将一个单层电芯单元或多层电芯单元经热压、保温操作后置于外包装中封装成型，即得所述固态电池。作为具体的选择，s51~ s52步骤中，所述热压操作的温度为45~85℃，压力为5~300mpa，保温操作的保温时间为0.5~20h。
45.在进一步的实施过程中，所述步骤s2、s3和s4中，所述高分子聚合物与增塑剂选择的评判标准为：1）高分子聚合物与增塑剂形成的共混物仅有一个玻璃化转变温度，高分子聚合物
与增塑剂能在电极与固态电解质层界面完全相溶，增加了界面物理接触及化学接触，在一定程度上消除了电极与固态电解质层之间的固-固界面，提高界面相容性；或，2）正极极片、负极极片中的高分子聚合物与增塑剂形成的共混物具有两个tg（玻璃化转变温度），且两个tg峰较每一种聚合物自身的tg峰更为接近，高分子聚合物与增塑剂能在电极与固态电解质层界面部分相溶，增加了界面的物理接触及化学接触，在一定程度上提高界面相容性需要说明的是，当正极极片、负极极片中的高分子聚合物与增塑剂形成的共混物具有两个tg，且两个tg峰较每一种聚合物自身的tg峰更为接近，具体为：在以温度为横坐标的dsc曲线中，高分子聚合物与增塑剂形成的共混物产生两个玻璃化转变温度，两个玻璃化转变温度分别为tg1和tg2，高分子聚合物和增塑剂自身的玻璃化转变温度分别为tg3和tg4，则tg1、tg2、tg3及tg4满足：。
46.在进一步的实施过程中，所述步骤s2、s3中，所述集流体可以是本领域各种适用于作为电化学储能装置集流体的材料，例如，所述集流体可以是金属箔，更具体可以是镍箔、铝箔等。
47.在进一步的实施过程中，所述步骤s2、s3中，所述正极活性浆料和负极活性浆料可设置在集流体的一个表面上，也可以设置在集流体的两个表面上。
48.在进一步的实施过程中，所述步骤s2、s3和s4中，所述干燥的方式可选择加热干燥、冷冻干燥和自然风干中的一种或两种及以上。具体的，所述干燥的方式为加热干燥，加热干燥温度为30～85℃，干燥时间以对应步骤的对象质量不再发生变化为止，例如，所述步骤s2、s3中，干燥温度为45～85℃，所述步骤s4中，干燥温度为30～80℃。
49.在进一步的实施过程中，所述步骤s2、s3和s4中，所述混合方式可包括球磨、机械搅拌和研磨混合等方式中的一种或两种及以上。
50.在进一步的实施过程中，所述步骤s2、s3中，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯（pvdf）、聚四氟乙烯（ptfe）、聚丙烯酸锂（paali）、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁烯橡胶、苯乙烯橡胶、聚氨酯中的一种或任意两种以上物质的组合。
51.在进一步的实施过程中，所述步骤s2、s3中，所述导电剂为导电炭黑（super-p）、乙炔黑、气相生长炭纤维（vapor grown carbon fiber，简称vgcf）、碳纳米管和石墨烯中的一种或任意两种以上物质的组合。
52.需要说明的是，在实施时，正极极片、负极极片或固态电解质片，选取的高分子聚合物、粘结剂、导电剂可以是相同单一物质或多种物质的组合，也可以是不同的单一物质或多种物质的组合，可根据具体情况自行选择。例如，正极极片、负极极片可以选用相同类型或不同类型的高分子聚合物作为溶质，进而使用同一类型或不同类型的高分子聚合物负极溶液或高分子聚合物正极溶液进行电池制备，从而形成高分子聚合物与增塑剂形成的共混物仅有一个tg（玻璃化转变温度）或具有两个tg，且两个tg峰较每一种聚合物自身的tg峰更为接近的情况。
53.基于此，本实施例的固态电池的制备方法，具有以下有益效果：（1）针对固态电池中的固-固界面问题，传统的固态电池制备方法只是从物理接触
层面上进行改进，并没有解决电极与固态电解质层界面的相容问题。而本实施例首次提出一种从化学接触层面上改进固态电池中电极与固态电解质界面的稳定性及相容性的方法，通过从分子运动的角度改善电极和固体电解质之间的界面接触性，更好的接触将降低界面阻抗，提高电极与固态电解质界面的稳定性，获得具有高界面相容性的固态电池。
54.（2）本实施例在固态电池的电极中加入高分子聚合物，在固态电解质层中加入增塑剂；在加热加压的条件下，由于分子的扩散运动，增塑剂从固态电解质的内部迁移至表面；在增塑剂的作用下，正、负极片中的高分子聚合物更易跨过正负极片与固态电解质的界面发生分子扩散现象，使正极与固态电解质表面、负极与固态电解质表面由于高分子聚合物与固态电解质中的增塑剂的相似相溶性发生粘接，从而提高电极与固态电解质界面的相容性，获得高界面相容性的固态电池。
55.（3）本实施例在负极极片、固态电解质膜片、正极极片按顺序层叠后对电芯单元的热压操作，可以加速增塑剂的迁移，及促进高分子聚合物的扩散，在短时间内可以实现正负极片与固态电解质的高相容性，更易实现工业化生产。
56.（4）本实施例固态电解质层中增塑剂的加入，可以增加固态电解质层的弹性形变能力，使其与电极材料的接触面积大，有利于电极内部连续离子通道网络的形成，还能缓解充放电过程中电极活性材料的体积变化引发的问题，使电解质在惰性和氧化气体环境中均表现出优异的热稳定性和热氧化稳定性。
57.本发明第二个实施例还在以上制备方法的基础上，提供了一种固态电池，该固态电池由以上制造方法制备。
58.基于此，固态电池从分子运动的角度改善了电极和固体电解质之间的界面接触性，更好的接触降低了二者界面阻抗，提高了电极与固态电解质界面的稳定性，从而电池具有高界面相容性，电池循环寿命可在500圈以上。
59.以上即为本发明关于固态电池的制备方法和固态电池的全部内容，为了更好的理解和实施，下面将结合具体实施例对本发明固态电池的制备方法做进一步的说明。
60.具体实施例
61.一种固态电池的制备方法，包括以下s1-s5五个步骤：s1 取高分子聚合物分别配制正极高分子聚合物溶液和负极高分子聚合物溶液将2.5 g的高分子聚合物-聚氯乙烯，加入甲苯中溶解，形成正极高分子聚合物溶液；将2.5 g的高分子聚合物-聚甲基丙烯酸甲酯，加入甲苯中溶解，形成负极高分子聚合物溶液。
62.s2 制备正极极片将正极高分子聚合物溶液与磷酸铁锂、导电碳黑、聚偏二氟乙烯进行混合，其中聚氯乙烯与磷酸铁锂、导电碳黑、聚偏二氟乙烯的质量比为2.5：93.5：2：2，混合后得到磷酸铁锂活性浆料；将所述活性浆料涂覆在铝箔的表面上，将涂覆好的极片在85℃下烘干至质量不再发生变化后，经辊压，模切后得到压实密度为2.3 g/cm3的正极极片。
63.s3 制备负极极片将高分子聚合物负极溶液与石墨、导电碳黑、聚偏二氟乙烯在去离子水中充分搅拌混合均匀，其中聚甲基丙烯酸甲酯与石墨、导电碳黑、聚偏二氟乙烯的质量比为2.5：
94.5：1：2，混合后形成固含量为80%的负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆于铜箔的表面上，将涂覆好的极片在85℃下烘干至质量不再发生变化后，经辊压，模切后得到压实密度为0.9 g/cm3的负极极片。
64.s4 制备固态电解质片将17 g邻苯二甲酸酯加入丙酮中完全溶解、形成邻苯二甲酸酯溶液，按照邻苯二甲酸酯、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂和氢化丁腈橡胶按质量比17：21：62进行混合，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得电解质浆料；将电解质浆料浇筑在聚四氟乙烯材质的模具中，在50℃氮气气氛下干燥24h后脱模、分切得到聚合物固态电解质片。
65.s5 组装将上述负极极片、聚合物固态电解质片、正极极片通过叠片工艺层叠制备多层电池单元，即多层电芯单元，将该电芯单元在60℃、50 mpa条件下，保温8 h后置于外包装中封装成型，即得所述固态电池。
66.当制备单层电芯单元结构时，负极极片1、固态电解质片3及正极极片2依次形成界面明细的层叠结构，如图2所示；制备多层电芯单元结构时，负极极片1、固态电解质片3及正极极片2依次形成界面明细的层叠结构，即如图4所示多层电芯单元结构。
67.以图2所示单层电芯单元为例，在保温加压过程中发生的分子扩散运动如图3所示。具体为，在经过一定保温时间后，由于分子的扩散运动，负极片中的高分子聚合物4、正极片中的高分子聚合物5则分别迁移至负极极片1和正极极片2的表面，而增塑剂6则从固态电解质片3的内部迁移至表面，正极极片2与固态电解质片3表面、负极极片1与固态电解质片3表面由于高分子聚合物与固态电解质片3的增塑剂6的相似相溶性发生粘接，负极片中的高分子聚合物4、正极片中的高分子聚合物5则部分进入至固态电解质片3中，固态电解质片3中的增塑剂6则部分进入负极极片1和正极极片2中，从而提高电极与固态电解质界面的相容性。
68.图5所示为具体实施例制备的固态电池在循环前所测量的电化学阻抗图；从图5中可以看出，本发明的优化设计可以得到界面阻抗较低的固态电池。
69.图6所示为具体实施例制备的固态电池的循环性能曲线图，由图6可以看出，电池具有良好的循环性能，循环500圈后，容量保持率为84%。
70.表1为具体实施例制备的固态电池选择的高分子聚合物及其共混物的玻璃化转变温度数据表。
71.表1：玻璃化转变温度数据表
72.由表1可知，pvc/paes和pmma/paes共混物仅有一个玻璃化转变温度，高分子聚合物和增塑剂完全相似相溶，使得制备的固态电池界面电阻较低，稳定性较高，循环测试500圈后容量发挥较好，故而，本发明通过分子运动的角度改善电极和固体电解质之间的界面接触性，提高电极与固态电解质界面的稳定性，从而电池具有高界面相容性，是可行且有效
的，并能有效解决固态电池的固-固界面问题。
73.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种固态电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取高分子聚合物分别配制正极高分子聚合物溶液和负极高分子聚合物溶液;将正极高分子聚合物溶液与正极活性物质、导电剂、粘结剂进行混合得到正极活性浆料，将正极活性浆料涂覆于集流体表面，经干燥、冷压、分切制得正极极片；将负极高分子聚合物溶液与负极活性物质、导电剂、粘结剂进行混合得到负极活性浆料，将负极活性浆料涂覆于集流体表面，经干燥、冷压、分切制得负极极片；将增塑剂溶解于溶剂中形成溶液，将该溶液与固态电解质材料和粘结剂混合，并搅拌至均一状态，得到电解质浆料，将电解质浆料经浇筑、干燥、分切制得固态电解质片；将所述负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺组装，即得所述固态电池。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正极高分子聚合物溶液和负极高分子聚合物溶液的高分子聚合物与增塑剂满足：高分子聚合物与增塑剂形成的共混物仅有一个玻璃化转变温度；或，在以温度为横坐标的dsc曲线中，高分子聚合物与增塑剂形成的共混物产生两个玻璃化转变温度，两个玻璃化转变温度分别为tg1和tg2，高分子聚合物和增塑剂自身的玻璃化转变温度分别为tg3和tg4，则tg1、tg2、tg3及tg4满足：。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正极高分子聚合物溶液和/或负极高分子聚合物溶液中的高分子聚合物为聚氯乙烯、聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或任意两种以上物质的组合；所述正极高分子聚合物溶液和/或负极高分子聚合物溶液的溶剂为甲苯、丙酮中的一种或两种物质的组合。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正极活性浆料中，高分子聚合物与正极活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为0.05~2.5：80~99:1~5:1~5。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述负极活性浆料中，高分子聚合物与负极活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为0.05~2.5：80~99：1~5：1~5。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述增塑剂、固态电解质材料和粘结剂按照质量比5~30：10~40：40~85进行混合。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸酯、乙酰柠檬酸三正丁酯、氯化聚乙烯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的一种或任意两种以上物质的组合。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺组装，即得所述固态电池，具体步骤为：将负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺形成单层电芯单元或多层电芯单元；将一个单层电芯单元或多层电芯单元经热压、保温操作后置于外包装中封装成型，即得所述固态电池。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述热压操作的温度为45~85℃，压力为5~300mpa，保温操作的保温时间为0.5~20h。
10.一种由权利要求1-9任一项所述制备方法制备的固态电池。

技术总结
本发明公开了一种固态电池的制备方法及固态电池，属于固态电池技术领域，所述制备方法包括获取正极高分子聚合物溶液和负极高分子聚合物溶液；将正极高分子聚合物溶液与正极活性物质、导电剂、粘结剂进行混合得到正极活性浆料并涂覆于集流体表面制得正极极片；将负极高分子聚合物溶液与负极活性物质、导电剂、粘结剂进行混合得到负极活性浆料并涂覆于集流体表面制得负极极片；将增塑剂、固态电解质材料和粘结剂混合后得到电解质浆料，制得固态电解质片；将负极极片、固态电解质片及正极极片通过叠片工艺组装，即得。本发明从分子运动的角度改善电极和固体电解质之间的界面接触性，提高电极与固态电解质界面的稳定性。提高电极与固态电解质界面的稳定性。提高电极与固态电解质界面的稳定性。


技术研发人员：王倩 张雅荣 王金凤 卿文凤 潘光彩 黄前宽 奚睿 龚文旭 陈启章 李云
受保护的技术使用者：中自环保科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/8/24