(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 202111474012.4 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 惠州亿纬锂能股份有限公司 地址 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠 风七路38号 (72)发明人 陈规伟　向津萱　冀亚娟　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 边人洲 (51)Int.Cl. H01M 10/056(2010.01) H01M 10/058(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种固液混合电池及其制备方法 (57)摘要 本发明提供了一种固液混合电池及其制备 方法。 所述制备方法包括以下步骤： (1)将正 极极 片、 负极极片和固态电解质膜组装得到电芯； (2) 在步骤(1)所述电芯中注入原位固化电解质进行 固化， 得到所述固液混合电池。 本发明通过将固 态电解质膜与原位固化电解质搭配， 可以有效降 低电池内部可燃烧电解质的含量， 从而提升电芯 本征安全性； 再结合原位固化技术， 将电芯内部 的电解液转变为凝胶电解质。 当电芯发生热失控 时， 凝胶电解质中电解液脱离聚合物网络的束缚 会吸收一部分热量， 从而降低电池内部温度， 进 一步提升其安全性能。 权利要求书1页 说明书10页 附图1页 CN 114188600 A 2022.03.15 CN 114188600 A 1.一种固液混合电池的制备 方法， 其特 征在于， 所述制备 方法包括以下步骤： (1)将正极 极片、 负极 极片和固态电解质膜组装得到电芯； (2)在步骤(1)所述电芯中注入原位固化电解质进行固化， 得到所述固液混合电池。 2.根据权利要求1所述的固液混合电池的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)所述原位固 化电解质注入电芯后， 静置； 优选地， 所述静置的时间为≥24h 。 3.根据权利要求1或2所述的固液混合电池的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)所述固化 的温度为6 0～80℃。 4.根据权利要求1 ‑3任一项所述的固液混合电池的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)所 述固化的时间为3～12h 。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的固液混合电池的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)中 原位固化电解质的注入量 为30～50％。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的固液混合电池的制备方法， 其特征在于， 所述正极极 片中的正极活性物质包括单晶类正极材 料和/或多晶类正极材 料， 优选为单晶类正极材 料。 7.根据权利要求1 ‑6任一项所述的固液混合电池的制备方法， 其特征在于， 所述原位固 化电解质的制备 方法包括： 将液态电解液、 单体和引发剂混合， 得到所述原位固化电解质； 优选地， 所述单体包括丙烯酸酯类有机物、 VC、 聚乙二醇、 丙烯酸类有机物或环氧有机 物中的任意 一种或至少两种的组合； 优选地， 所述引发剂包括偶氮类引发剂、 有机过氧化物引发剂、 无机氧化物引发剂 或氧 化还原引发剂中的任意 一种或至少两种的组合。 8.根据权利要求1 ‑7任一项所述的固液混合电池的制备方法， 其特征在于， 步骤(1)所 述固态电解质膜包括聚合物固态电解质膜、 有机/无机复合电解质膜、 氧化物电解质膜或硫 化物电解质膜中的任意 一种或至少两种的组合。 9.根据权利要求1 ‑8任一项所述的固液混合电池的制备方法， 其特征在于， 所述制备方 法包括以下步骤： (1)将正极 极片、 负极 极片和固态电解质膜组装得到电芯； (2)在步骤(1)所述电芯中注入原位固化电解质， 静置不少于24h， 在60～80℃下固化3 ～12h， 得到所述固液混合电池； 其中， 原位固化电解质的注入量为30～50％， 所述正极极片中的正极活性物质为单晶 类正极材 料； 所述原位固化电解质的制备 方法包括： 将液态电解液、 单体和引发剂混合， 得到所述原位固化电解质。 10.一种固液混合电池， 其特征在于， 所述固液混合电池由如权利要求1 ‑9任一项所述 的固液混合电池的制备 方法制备 得到。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114188600 A 2一种固液混合电池及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于固液混合电池技 术领域， 涉及一种固液混合电池及其制备 方法。 背景技术 [0002]锂离子电池与铅酸、 镉镍等其他类型的电池相比具有比容量大、 工作电压高、 充电 速度快、 工作温度范围宽、 循环寿命长、 体积小、 重量轻等优点。 目前， 已广泛应用于移动电 话、 笔记本电脑、 电动工具等领域， 并且其应用范围越来越广泛， 是目前各大电池厂家发展 的主要方向。 [0003]目前， 锂离子电池具有电压高、 比能量高、 循环使用次数多、 存储时间长等优点， 不 仅在便携式电子设备上如移动电话、 数码摄像机和手提电脑得到广泛应用， 而且也广泛应 用于电动汽车、 电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面， 因此对锂离子电池的自 放电及安全性能要求越来越高 [0004]三元电池的安全性能一直是困扰行业的重要问题， 随着三元电池在动力电池市场 的发展， 人们对其安全性能日益关注。 从能量密度角度来说， 三元材料比磷酸铁锂、 锰酸锂 等有着绝对优势， 但其安全性能却是限制其大规模应用的一个难题。 容量较大 的纯三元电 池很难通过针刺和过充等安全性测试， 这也是大容量电池中一般都要混合锰酸锂一起使用 的原因。 [0005]目前， 解决三元材料安全性能主要有以下几种方案： 1.选择安全性能最优配比的 三元材料。 随着三元材料中镍含量的提高， 材料稳定性下降， 安全性能也就越差， 目前安全 性最好的主流三元镍钴 锰配比为1:1:1， 但其能量密度偏低， 无法满足动力电池对高能量密 度电芯的需求。 2.对三元材料进行表面包覆。 CN  11290325A公开了一种元素掺杂加表面包 覆改善三元材料安全性能的方法。 该文献在三元材料中掺杂了铝、 锆、 氟等元素， 并在表面 包覆了一层磷酸氢锆和硼化合物。 该方案可以有效解决正极材料 的产气问题， 提升安全性 能。 同时还可以保证材料良好的导电性和结构稳定性， 保证电化学性能的正常释放。 但是， 三元材料本身就是从掺杂工艺中发展出来的新型材料， 如果再在三元材料中掺杂其它元 素， 不仅会对其电化学性能产生未知影响， 还会对制备工艺提出更高更多的要求， 成本的提 高会限制三元材料在动力电池中的应用， 而且包覆工艺对产品的一致性会产生影响， 因此 该方案很难实现大规模应用。 单晶类三元材料。 单晶三元材料是类似钴酸锂的一次颗粒， 对 安全性能有明显提升。 微米级的一次颗粒具有更完整的层状结构， 材料稳定性优异， 因此其 循环性能和安全性能都有 所提升。 一次粒径增大后， 其比表 面积降低， 减少了材料与电解液 的接触面积， 其热失控风险同样降低。 [0006]除了三元材料的优化以外， 电池体系中其它材料的配合上同样要保护其安全性 能。 例如在电解液中加入高沸点和闪点的阻燃添加剂， 常见 的如有机磷、 氟代磷酸酯等。 还 可使用陶瓷隔膜， 提高隔膜基材和涂层的厚度， 使用新型的耐高温的无纺布材料等。 但是目 前阻燃电解液 的研发进展缓慢， 阻燃添加剂不足时无法起到阻燃作用， 但其加入量过多又 会降低电芯性能。 三元材料电池发生热失控时， 主要燃烧的是有机电解液。 如果不降低电解说　明　书 1/10 页 3 CN 114188600 A 3