深圳市明电环球科技有限公司何大萍获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳市明电环球科技有限公司申请的专利一种固态电池组及其加工方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119812445B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510295224.8,技术领域涉及:H01M10/056;该发明授权一种固态电池组及其加工方法是由何大萍;万方明;刘阳;李小龙设计研发完成,并于2025-03-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种固态电池组及其加工方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种固态电池组及其加工方法,包括对聚合物基体和无机填料进行表面改性处理,将改性后的无机填料分散于改性后的聚合物基体中制备得到混合型固态电解质膜;在电场作用下对该混合型固态电解质膜进行液态电解质浸润,根据浸润过程中的离子浓度分布和溶剂扩散数据调节电场参数;对浸润均匀的混合型固态电解质膜进行热处理和应力调控;在自支撑电极表面构建纳米界面层,将结构稳定的混合型固态电解质膜与自支撑电极进行层合得到柔性固态电池组。本发明技术方案能够通过电场辅助浸润实现电解质膜的均匀浸润,采用热处理和应力调控消除微观缺陷,并通过纳米界面层改性提升电极与电解质膜的结合性能,最终制备得到性能优异的柔性固态电池组。
本发明授权一种固态电池组及其加工方法在权利要求书中公布了:1.一种固态电池组的加工方法,其特征在于,包括: 选用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物作为聚合物基体,选用锂镧锆钛氧化物作为无机填料;将所述锂镧锆钛氧化物分散于无水乙醇中,在惰性气氛下预处理2-3小时,之后在50W-100W功率下进行氧气等离子体处理,控制氧气流量为20-30sccm,处理时间为15-30分钟,通过调节等离子体功率与氧气流量的比值调控所述锂镧锆钛氧化物表面的锂离子浓度,之后在真空环境下干燥4-6小时,得到表面活化的锂镧锆钛氧化物;在惰性氛围下,将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂溶解于无水四氢呋喃中,加入所述表面活化的锂镧锆钛氧化物,控制偶联剂与所述锂镧锆钛氧化物的质量比为1:10至1:8,在40-50℃下搅拌反应2-3小时,采用无水乙醇离心洗涤3-4次后在60-70℃下真空干燥8-12小时,得到表面改性的锂镧锆钛氧化物;将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解于四氢呋喃中,加入过氧化苯甲酰作为引发剂,同时加入γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷作为界面偶联剂,在60-70℃下搅拌反应2-3小时,得到具有活性位点的预聚物;向所述具有活性位点的预聚物中加入二甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基季铵盐单体,控制所述季铵盐单体与所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比为1:4至1:3,在75-85℃下反应4-6小时,得到季铵盐基团接枝的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物;将所述季铵盐基团接枝的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶液降温至25-35℃,采用浓度梯度可控的氟气氛围进行选择性氟化处理,其中氟气体积分数从表层到内层呈20%:10%:5%的梯度分布,控制氟化时间为30-45分钟,得到表面改性的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物;将改性后的无机填料分散于改性后的聚合物基体中,制备得到混合型固态电解质膜; 将三氟甲磺酰基双亚胺锂溶解于碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶剂中,控制所述碳酸乙烯酯与所述碳酸二甲酯的体积比为1:1,控制所述三氟甲磺酰基双亚胺锂的浓度为1molL,得到液态电解质;在35℃、相对湿度40%的环境下,向所述混合型固态电解质膜的周围构建温湿度梯度场,使温度由内向外呈35℃至25℃的梯度分布,相对湿度由内向外呈40%至20%的梯度分布,获得所述混合型固态电解质膜表面的温湿度分布数据;根据所述温湿度分布数据,对所述混合型固态电解质膜施加垂直于膜面方向的电场,初始电场强度为0.5kVcm,在所述电场作用下向所述混合型固态电解质膜表面滴加所述液态电解质,获得膜内的离子浓度分布数据和溶剂扩散数据;根据所述离子浓度分布数据和溶剂扩散数据,调节所述电场强度,当局部离子浓度超过1.2molL时降低电场强度至0.3kVcm,当局部离子浓度低于0.8molL时提高电场强度至0.7kVcm,控制浸润时间为30-45分钟,得到浸润均匀的混合型固态电解质膜; 获取所述浸润均匀的混合型固态电解质膜的应力分布数据,当局部应力值大于2MPa时,将对应的区域的热处理温度设为60-65℃,当局部应力值小于2MPa时,将对应的区域的热处理温度设为50-55℃,热处理时间为4-6小时,得到热应力释放的混合型固态电解质膜;根据所述热应力释放的混合型固态电解质膜的离子传导率分布数据,对离子传导率低于0.5mScm的区域进行选择性微波辐照,控制微波频率为2.45GHz,功率密度为0.8-1.2Wcm²,辐照时间为10-15分钟,得到离子通道激活的混合型固态电解质膜;在惰性氛围下,根据所述离子通道激活的混合型固态电解质膜的厚度方向应力分布数据,对所述离子通道激活的混合型固态电解质膜施加预应力场,控制平行于膜面方向的压应力为0.6-0.8MPa,垂直于膜面方向的拉应力为0.3-0.4MPa,预应力保持时间为2-3小时,得到结构稳定的混合型固态电解质膜; 在惰性气氛下,将钛酸锂溶解于异丙醇中,加入聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物作为粘结剂,控制所述钛酸锂与所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比为4:1,搅拌均匀后在自支撑电极表面进行旋涂,在80℃下干燥2小时,得到具有纳米界面层的自支撑电极;将所述结构稳定的混合型固态电解质膜贴合于所述具有纳米界面层的自支撑电极表面,在惰性气氛下,采用温度-压力协同控制进行热压层合,其中热压温度为70-80℃,压力为2-3MPa,保压时间为30-40分钟,得到第一电极层合结构;制备第二具有纳米界面层的自支撑电极,采用与所述第一电极层合结构相同的层合工艺将所述第二具有纳米界面层的自支撑电极与所述第一电极层合结构进行层合,得到电极-电解质-电极的叠层结构;在所述叠层结构的外周区域涂覆UV固化型环氧树脂密封层,在惰性氛围下进行紫外光照射,控制光照强度为80-100mWcm²,照射时间为5-8分钟,得到柔性固态电池组。
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