无隔膜固态锂离子电池及其制备方法与流程

1.本技术涉及锂离子电池制备技术领域，尤其涉及一种无隔膜固态锂离子电池及其制备方法。


背景技术：

2.随着现代社会的发展，锂离子电池的应用渗透到了人们生活的方方面面，从小型便携式的电动设备到大型电动汽车和储能电站，其中的锂离子电池都扮演着越来越重要的角色。近年来，锂离子电池的研究主要向着高能量密度技术路线发展，但是其安全性问题也日趋凸显。特别是近年来高能量密度的高镍正极材料和含硅负极的使用，虽然进一步提高了锂离子电池的能量密度，但是也导致其安全性问题极大恶化，严重阻碍了锂离子电池的进一步应用。因此如何在保证锂离子电池高能量密度的同时，彻底解决锂离子电池的安全性问题成为行业研究的重点。
3.目前商业化的锂离子电池采用传统的聚合物隔膜和有机液态电解质。在过热和针刺等外部因素下，聚合物隔膜容易崩溃，使电池中的正、负极直接接触，造成内部短路导致电池迅速过热，同时正负极材料和电解液三者之间的一系列副反应，会放出大量的热，引起电池热失控，导致锂离子电池起火甚至爆炸。研究人员发现通过正极材料颗粒包覆、耐高温隔膜改性、阻燃电解液添加剂等方法可以在一定程度上改善安全性问题，使锂电池热失控延迟发生，但是效果有限，且成本较高。此外，用不燃、不易流动的固态电解质代替可燃的液体有机电解质，可以消除传统锂离子电池遇到的大多数安全问题。但是现有的固态电解质成本高、制备难度大而且界面问题严重，难以大规模应用。
4.因此，需要开发一种能匹配现有锂离子电池制造工艺的固态锂电池，大大降低成本，同时提高电池的过热和针刺安全性能。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种无隔膜固态锂离子电池及其制备方法。
6.为实现以上目的，本技术的技术方案如下：
7.一种无隔膜固态锂离子电池，包括：正极、负极、功能层和原位固化的电解质，所述电解质位于所述正极和所述负极之间；
8.所述功能层位于所述正极和所述电解质之间，和/或所述功能层位于所述负极和所述电解质之间；
9.所述功能层包括有电子绝缘功能的涂层材料。
10.优选地，按质量百分比计，所述功能层的组分包括70％-90％的所述涂层材料和10％-30％的粘结剂，所述功能层的厚度为20μm-50μm；
11.优选地，所述涂层材料包括多孔材料或固态电解质材料；
12.所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶和纤维素中的至少一种。
13.优选地，所述多孔材料包括氧化镁、二氧化锆、二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铝
中的任意一种，所述多孔材料的粒径为1μm-20μm，孔径为10nm-100nm；
14.优选地，所述固态电解质材料包括钙钛矿型电解质li
0.33
la
0.557
tio3、石榴石型电解质li7la3zr2o
12
、快离子导体li
1.3
al
0.3
ti
1.7
(po4)3和l
i2
s-p2s5基的硫化物电解质中的任意一种。
15.优选地，按质量百分比计，所述电解质的组分包括5％-50％的聚合单体、0-10％的快离子导体添加剂、50-95％的溶剂、引发剂和锂盐；
16.所述引发剂的质量为所述聚合单体总质量的0.05％-1％；
17.所述锂盐在所述聚合单体、所述快离子导体添加剂、所述引发剂和所述溶剂混合形成的聚合前体溶液中的浓度为0.1mol/l-3mol/l。
18.优选地，所述聚合单体包括甲基丙烯酸甲酯、碳酸亚乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、碳酸乙烯酯、环氧乙烷和1,3-二氧环戊烷中的至少一种；
19.优选地，所述快离子导体添加剂包括li
6.4
al
0.24
la3zr2o
12
、li7la3zr2o
12
和丁二腈中的至少一种；
20.优选地，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、二甲氧基甲烷和乙腈中的至少一种；
21.优选地，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰和过硫化铵中的至少一种；
22.优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和六氟砷酸锂中的至少一种。
23.优选地，所述正极和所述负极分别包括集流体和电极层；
24.所述功能层位于所述电极层和所述电解质之间。
25.本技术还提供了上述的无隔膜固态锂离子电池的制备方法，包括：将所述功能层的原料制成浆料，涂布在所述正极和/或所述负极上，得到正极极片和/或负极极片；
26.将所述电解质的原料混合，得到固态电解质前驱体溶液；
27.将所述正极极片、所述负极极片组装成干电芯，并注入所述固态电解质前驱体溶液，原位固化，得到所述无隔膜固态锂离子电池。
28.优选地，所述浆料是将所述功能层的涂层材料、粘结剂与浆料溶剂进行混合而制得；
29.所述浆料溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮和四氢呋喃中的至少一种；
30.所述浆料溶剂的质量占所述浆料总质量的50％-90％。
31.优选地，在所述涂布后，还需进行烘干处理，所述烘干的温度为60℃-110℃；
32.优选地，所述正极和所述负极分别包括集流体和电极层时，所述涂布是指涂布在所述正极的电极层表面和/或所述负极的电极层表面。
33.优选地，所述原位固化之前，将注入所述固态电解质前驱体溶液的所述干电芯进行封口、静置；
34.所述原位固化时，将所述静置后的电池在40℃-85℃下加热固化2h-12h。
35.本技术的有益效果：
36.本技术的无隔膜固态锂离子电池中，通过将功能层和原位固化的电解质结合起来，一方面利用了功能层的电子绝缘性能，可防止正极、负极接触短路，可省略传统锂离子电池中的隔膜，降低了固态电池组装难度；另一方面利用原位固化的电解质，可以确保电解质中无可流动的液体，能极大提高电池的针刺安全性，使得本技术的锂离子电池有较高的安全性。
37.进一步地，本技术的功能层具有良好的机械性能和结构稳定性，在过热条件下可以避免副反应发生，提高电池热安全性；功能涂层具有低密度特性，不会明显降低电池能量密度；功能层虽有电子绝缘性，但不会对锂离子的传输通路产生影响，且原位固化电解质也具有高锂离子电导率，因此不会降低电池电化学性能。
38.本技术无隔膜固态锂离子电池的制备方法中，使用的工艺简单方便，可有效控制成本，同时利用与现有产业化锂离子电池相同的注液工艺导入电池干电芯中，与现有工艺兼容度高，适合大规模生产。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。
40.图1为本技术无隔膜固态锂离子电池的结构示意图。
41.主要元件符号说明：
42.1-铜箔、2-负极电极层、3-负极功能层、4-原位固化电解质、5-正极功能层、6-正极电极层、7-铝箔。
具体实施方式
43.如本文所用之术语：
[0044]“由
……
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0045]
连接词“由
……
组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由
……
组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0046]
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端
值和在该范围内的所有整数和分数。
[0047]
在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
[0048]“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说a组分的质量份为a份，b组分的质量份为b份，则表示a组分的质量和b组分的质量之比a：b。或者，表示a组分的质量为ak，b组分的质量为bk(k为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
[0049]“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，a和/或b包括(a和b)和(a或b)。
[0050]
本技术提供一种无隔膜固态锂离子电池，包括：正极、负极、功能层和原位固化的电解质，所述电解质位于所述正极和所述负极之间；
[0051]
所述功能层包括有电子绝缘功能的涂层材料；
[0052]
所述功能层位于所述正极和所述电解质之间，和/或，所述功能层位于所述负极和所述电解质之间。也就是说，本技术的功能层可单独应用于正极，或者单独应用于负极表面，或者同时应用于正极和负极表面。
[0053]
在本技术的一个可选实施方式中，所述正极和所述负极分别包括集流体和电极层；所述功能层位于所述电极层和所述电解质之间。
[0054]
需要说明的是，在电池中，正极和负极上的集流体不仅起到承载活性物质的作用，还将电化学反应所产生的电子汇集起来导至外电路，从而实现化学能转化为电能的过程。集流体是锂离子电池中不可或缺的组成部件之一，目前运用于锂离子电芯生产中的正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔，铝箔主要采用轧制铝箔，铜箔主要采用电解铜箔。
[0055]
集流体上承载的正极或负极活性物质可以形成正极电极层或负极电极层。具体地，将正极活性材料、粘结剂和导电剂混合成正极浆料，再涂覆于正极集流体上，即可形成正极电极层。其中正极活性材料主要包括有磷酸铁锂、镍酸锂、钴酸锂、钛酸锂、富锂锰、镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂等等。将负极活性材料、粘结剂和导电剂混合成负极浆料，再涂覆于负极集流体上，即可形成负极电极层。其中负极活性材料主要包括有石墨或类似石墨结构的碳等。这些正极或负极活性物质的含量不作具体限定。
[0056]
进一步地，本技术的功能层是涂覆在正极电极层表面和/或负极电极层的表面。为了便于理解本技术提供的无隔膜固态锂电池的结构，其电池结构示意图如图1所示，包括依次层叠设置的铜箔1、负极电极层2、负极功能层3、原位固化电解质4、正极功能层5、正极电极层6、铝箔7。其中，负极电极层2和原位固化电解质4之间的负极功能层3可以去除，或者可以保留负极功能层3，而将原位固化电解质4和正极电极层6之间的正极功能层5去除。
[0057]
在本技术的一个可选实施方式中，按质量百分比计，所述功能层的组分包括70％-90％的所述涂层材料，例如可以是70％、80％、90％或者是70％-90％之间的任意值，和10％-30％的粘结剂，例如可以是10％、20％、30％或者是10％-30％之间的任意值；所述功能层的厚度为20μm-50μm，例如可以是20μm、30μm、40μm、50μm或者是20μm-50μm之间的任意值。
[0058]
在本技术的一个可选实施方式中，所述涂层材料包括多孔材料或固态电解质材料；所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶和纤维素中的至少一种。
[0059]
在本技术的一个可选实施方式中，所述多孔材料包括氧化镁、二氧化锆、二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铝中的任意一种，所述多孔材料的粒径为1μm-20μm，例如可以是1μm、3μm、5μm、8μm、10μm、15μm、20μm或者是1μm-20μm之间的任意值。多孔材料的孔径为10nm-100nm，例如可以是10nm、20nm、30nm、50nm、75nm、85nm、100nm或者是10nm-100nm之间的任意值。
[0060]
需要说明的是，选用上述氧化物作为多孔材料，一方面氧化物自身有低电子电导率、极低热导率，也就是电子绝缘性，可以防止正负极短路，另一方面通过利用多孔材料的高比表面积、高孔隙率，来确保不对锂离子传输通道产生影响。
[0061]
在本技术的一个可选实施方式中，所述固态电解质材料包括钙钛矿型电解质li
0.33
la
0.557
tio3、石榴石型电解质li7la3zr2o
12
、快离子导体li
1.3
al
0.3
ti
1.7
(po4)3和l
i2
s-p2s5基的硫化物电解质中的任意一种。
[0062]
选用上述的固态电解质材料也是因为这些电解质是氧化物或者硫化物基的电解质，能大大降低电子的传输，但是固体电解质自身中有锂离子的存在，并不影响锂离子的传输。
[0063]
在本技术的一个可选实施方式中，按质量百分比计，原位固化的电解质的组分包括5％-50％的聚合单体，例如可以是5％、10％、15％、20％、35％、45％、50％或者是1％-50％间的任意值，0-10％的快离子导体添加剂，例如可以是0、1％、2％、3％、5％、8％、10％或者是0-10％间的任意值，50-95％的溶剂，例如可以是50％、60％、70％、80％、90％、95％或者是50％-95％间的任意值，引发剂，所述引发剂的质量为所述聚合单体总质量的0.05％-1％，例如可以是0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1％或者是0.05％-1％间的任意值，以及锂盐，所述锂盐的浓度为0.1mol/l-3mol/l，例如可以是0.1mol/l、0.3mol/l、0.5mol/l、1mol/l、2mol/l、3mol/l或者是0.1mol/l-3mol/l之间的任意值。
[0064]
在本技术的一个可选实施方式中，所述聚合单体包括甲基丙烯酸甲酯、碳酸亚乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、碳酸乙烯酯、环氧乙烷和1,3-二氧环戊烷中的至少一种。
[0065]
在本技术的一个可选实施方式中，所述快离子导体添加剂包括li
6.4
al
0.24
la3zr2o
12
、li7la3zr2o
12
和丁二腈中的至少一种。快离子导体添加剂主要是用于进一步提高原位固化后电解质的离子导电率。
[0066]
在本技术的一个可选实施方式中，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、二甲氧基甲烷和乙腈中的至少一种。
[0067]
在本技术的一个可选实施方式中，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰和过硫化铵中的至少一种。
[0068]
在本技术的一个可选实施方式中，所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和六氟砷酸锂中的至少一种。
[0069]
需要说明的是，经过上述物质制备得到的原位固化电解质在室温下的离子电导率大于1*10-3
s/cm，电化学稳定窗口高于5v。
[0070]
本技术还提供了上述无隔膜固态锂离子电池的制备方法，包括：
[0071]
(1)将所述功能层的组分制成浆料，涂布于所述正极和/或所述负极上，烘干，得到
正极极片和/负极极片；
[0072]
(2)将所述电解质的组分按比例混合，得到固态电解质前驱体溶液；
[0073]
(3)将所述正极极片、所述负极极片组装成干电芯，并注入所述固态电解质前驱体溶液，原位固化，得到所述无隔膜固态锂离子电池。
[0074]
在本技术的一个可选实施方式中，步骤(1)中的浆料是将所述功能层的组分和浆料溶剂进行混合而制得的。其中，浆料溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮和四氢呋喃中的至少一种；所述浆料溶剂的质量是所述浆料总质量的50％-90％，例如可以是50％、60％、70％、80％、90％或者是50％-90％之间的任意值。
[0075]
在本技术的一个可选实施方式中，步骤(1)中的烘干的温度为60℃-110℃，例如可以是60℃、80℃、100℃、110℃或者是60℃-110℃之间的任意值。
[0076]
当正极和负极分别包括集流体和电极层时，所述涂布具体是指将功能层的浆料涂布在所述正极的电极层表面和/或所述负极的电极层表面，然后烘干、压延，形成正极极片和/或负极极片。
[0077]
需要说明的是，在烘干得到功能层后，可根据电芯设计的厚度，选择功能层的涂布厚度，然后对涂层进行对辊机的压延，或者也可以不需要进行压延处理。
[0078]
在本技术的一个可选实施方式中，步骤(3)中的原位固化之前，将注入所述固态电解质前驱体溶液的所述干电芯进行封口、静置，一般是静置24h，使得电解液与功能层上的物质进行充分浸润。在原位固化时，将静置后的电池在40℃-80℃下加热固化2h-12h，使引发剂诱发聚合单体发生热聚合，形成交联共聚网络，其中游离的溶剂和锂盐被固定在交联的网络中，在电芯内原位形成固态电解质。
[0079]
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0080]
实施例1
[0081]
本实施例提供了一种固态锂电池，包括：铜箔1、负极电极层2、原位固化电解质4、正极功能层5、正极电极层6和铝箔7。
[0082]
其制备方法包括如下步骤：
[0083]
(1)含有功能层的正极极片制作：将8.78wt％的二氧化硅多孔微粉、3.5wt％的聚偏氟乙烯和87.72wt％的二甲基乙酰胺溶剂混合并充分搅拌，得到安全涂层的浆料。将上述安全涂层浆料用涂布的方式均匀地覆盖在涂布辊压好的正极卷的活性材料之上，并通过100℃的烘箱将溶剂充分烘干，再经过对辊机进行辊压处理。其中，正极活性材料采用三元ncm811，负极活性材料采用人造石墨，所述功能层的厚度为30微米。
[0084]
(2)固态电解质前驱体溶液配制：将甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和商用电解液(科路得三元811全电电解液)按质量比13：7：80均匀混合，再加入甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯总质量的0.5％的偶氮二异丁腈，混和均匀后，得到固态电解质前驱体溶液。
[0085]
(3)固态锂离子电池的制备：将上述制备有涂层的正极卷、无涂层的负极卷直接卷
绕或叠片成电芯，除无需加入隔膜外，其余工艺均采用标准软包电池工艺制备。然后将电芯置于冲坑铝塑中，烘烤后注入所配制的固态电解质前驱体溶液，注液工艺与标准软包电池一致，封口后静置，使前体溶液在电芯中完全浸润。浸润完成后，将电芯在70℃下加热12h使前驱体溶液原位固化，得到软包固态锂电池，进行电化学及安全性测试。
[0086]
实施例2
[0087]
本实施例提供了一种固态锂电池，包括：铜箔1、负极电极层2、负极功能层3、原位固化电解质4、正极电极层6和铝箔7。
[0088]
其制备方法包括如下步骤：
[0089]
(1)含有功能层的负极极片制作：将10.5wt％的二氧化硅多孔微粉、4.5wt％的聚偏氟乙烯和85wt％的二甲基乙酰胺溶剂混合并充分搅拌，得到安全涂层的浆料。将上述安全涂层浆料用涂布的方式均匀地覆盖在涂布辊压好的负极卷的活性材料之上，并通过100℃的烘箱将溶剂充分烘干，再经过对辊机进行辊压处理。其中，正极活性材料采用三元ncm811，负极活性材料采用人造石墨，所述功能层的厚度为30微米。
[0090]
(2)固态电解质前驱体溶液配制：将甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和商用电解液(科路得三元811全电电解液)按质量比13：7：80均匀混合，再加入占上述溶液总质量5％的丁二腈，再加入甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯总质量的0.5％的偶氮二异丁腈，混和均匀后，得到固态电解质前驱体溶液。
[0091]
(3)固态锂离子电池的制备：将上述制备有涂层的负极卷、无涂层的正极卷直接卷绕或叠片成电芯，除无需加入隔膜外，其余工艺均采用标准软包电池工艺制备。然后将电芯置于冲坑铝塑中，烘烤后注入所配制的固态电解质前驱体溶液，注液工艺与标准软包电池一致，封口后静置，使前体溶液在电芯中完全浸润。浸润完成后，将电芯在70℃下加热12h使前驱体溶液原位固化，得到软包固态锂电池，进行电化学及安全性测试。
[0092]
实施例3
[0093]
本实施例提供了一种固态锂电池，包括：铜箔1、负极电极层2、负极功能层3、原位固化电解质4、正极功能层5、正极电极层6和铝箔7。
[0094]
其制备方法包括如下步骤：
[0095]
(1)含有功能层的正负极极片的制作：将18wt％的li
6.4
al
0.24
la3zr2o
12
微粉、2wt％的聚偏氟乙烯和80wt％的二甲基乙酰胺溶剂混合并充分搅拌，得到安全涂层的浆料。将上述安全涂层浆料用涂布的方式均匀地覆盖在涂布辊压好的正负极卷的活性材料之上，并通过100℃的烘箱将溶剂充分烘干，再经过对辊机进行辊压处理。其中，正极活性材料采用三元ncm811，负极活性材料采用人造石墨，所述功能层的厚度为30微米。
[0096]
(2)固态电解质前驱体溶液配制：将甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和商用电解液(科路得三元811全电电解液)按质量比13：7：80均匀混合，再加入甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯总质量的0.5％的偶氮二异丁腈，混和均匀后，得到固态电解质前驱体溶液。
[0097]
(3)固态锂离子电池的制备：将上述制备有涂层的正负极卷直接卷绕或叠片成电芯，除无需加入隔膜外，其余工艺均采用标准软包电池工艺制备。然后将电芯置于冲坑铝塑中，烘烤后注入所配制的固态电解质前驱体溶液，注液工艺与标准软包电池一致，封口后静置，使前体溶液在电芯中完全浸润。浸润完成后，将电芯在70℃下加热12h使前驱体溶液原
位固化，得到软包固态锂电池，进行电化学及安全性测试。
[0098]
实施例4
[0099]
同实施例3，所不同的是功能层的厚度为50微米。
[0100]
对比例1
[0101]
本对比例提供了一种传统液态锂电池，干电池采用标准软包电池工艺制备，其中，所用正负极极片分别为无涂层的正负极极卷，所用电解液为商用电解液(科路得三元811全电电解液)，所用隔膜为商用双面al2o3陶瓷涂覆隔膜。电芯叠片完成后，加入隔膜，然后将电芯置于冲坑铝塑中，烘烤后注入商用电解液，封口后静置，使电解液在电芯中完全浸润。浸润完成后，将电芯在70℃下加热12h，得到标准软包液态锂电池，进行电化学及安全性测试。
[0102]
对比例2
[0103]
本对比例提供了一种有正负极功能层、无隔膜的液态锂电池，所用正负极极片功能层厚度分别为50微米，具体制备方法与实施例3相同，电芯叠片完成后，注入商用液态电解液(科路得三元811全电电解液)，封口后静置，使电解液在电芯中完全浸润。浸润完成后，将电芯在70℃下加热12h，得到软包液态锂电池，进行电化学及安全性测试。
[0104]
对比例3
[0105]
本对比例提供了一种无功能层而有隔膜的原位固化固态锂电池，干电芯制备方法与对比例1一致，电芯叠片完成后，加入隔膜，配制与实施例3相同的固态电解质前驱体溶液，后续的原位固化工艺也与实施例3相同，得到软包固态锂电池，进行电化学及安全性测试。
[0106]
上述实施例1-4以及对比例1-3所制备电池设计容量为2ah，具体测试结果，如下表1所示。
[0107]
表1实施例1-3及对比例1-3电池放电性能及安全性测试结果
[0108]
[0109]
由表1中的测试结果可知，相比于对比文件1的首效及能量密度，实施例1-4电池的首效及能量密度稍低一些，但其衰减较小，其中实施例4因为功能层较厚，阻抗大，所以首效及能量密度相对较低。而在针刺结果上，实施例1-4的结果要比对比例1的结果更好。
[0110]
此外，对比例2中采用本技术的涂层材料组装的无隔膜液态电池，其首效比较低，这表明对比例2的无隔膜液态电池虽能正常充放电，但是效率较低，可能是电芯内部发生微短路造成的。而将对比例1和对比例3的针刺结果进行对比可知，将电池中的电解液进行固化后，能在一定程度上提升电池的安全性。
[0111]
综上所述，本技术将正负极功能涂层和原位固化方案结合起来，得到一种无隔膜固态锂离子电池，能在确保电池正常电化学性能的同时，大大提高电池的安全性。
[0112]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
[0113]
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。