[發明專利]全固態鋰離子電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710022257.0
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106848380B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 湯獻平;段偉;段艷琴
• 申請（專利權）人: 深圳市盛邦科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 深圳眾鼎專利商標代理事務所(普通合伙) 44325
• 代理人: 譚果林

本發明涉及鋰離子電池技術領域。具體公開一種全固態鋰離子電池及其制備方法。所述全固態鋰離子電池包括正極材料、正負極隔離層及負極材料；正極材料包括正極活性材料、導電劑、第一固體電解質；正極活性材料、導電劑、第一固體電解質的質量比為(2～6):(5～11):(2～6)；正極活性材料為多金屬氧酸鹽；所述第一固體電解質由Li₂S和P₂S₅組成。本發明提供的全固態鋰離子電池，首次放電容量高達700mAh/g以上，電化學性能優良。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種全固態鋰離子電池及其制備方法。

背景技術

目前鋰離子二次電池大多采用液態電解液為鋰離子傳輸媒介。然而，液態電解液的易揮發性對人體及環境都易造成不良影響，同時液態電解液的易燃性也給電池使用帶來了極大的安全隱患。固體電解質因具有較高的離子電導率及優異的耐高溫及難燃性能備受研究關注。

目前，大多數的固體電池用正極材料為傳統的具有一定晶體構造的層狀金屬氧化物(如LiCoO₂等)，因該類正極材料與固體電解質接觸的界面阻力較大，不利于鋰離子的有效傳輸。為了降低鋰離子在該界面的傳輸阻力，需對正極材料進行表面包覆，如包覆LiNbO₃等緩沖層，這將造成材料制備工藝更加復雜化，且材料成本上升。

發明內容

為解決上述現有固態鋰離子電池存在的正極材料界面阻力大以及正極材料表面包覆成本上升、工藝復雜且容量不高等問題，本發明實施例提供了一種全固態鋰離子電池。

進一步地，本發明實施例還提供了所述全固態鋰離子電池的制備方法。

為了達到上述發明目的，本發明實施例采用了如下的技術方案：

一種全固態鋰離子電池，包括正極材料、正負極隔離層及負極材料；所述正極材料包括相互混合的正極活性材料、導電劑、第一固體電解質；

所述混合的正極活性材料、導電劑、第一固體電解質中，按照質量比為所述正極活性材料:導電劑:第一固體電解質＝(2～6):(5～11):(2～6)；

所述正極活性材料為多金屬氧酸鹽，所述多金屬氧酸鹽具有以下通式：

X₇YV₁₃O₃₈，其中，X為NH₄、Li、Na、K中的任一種；Y為Ni、Co、Mn中任一種；

或X₃YMo₆O₂₄H₆，其中，X為NH₄、Li、Na、K中的任一種；Y為Al、Ni、Co、Mn、Fe中的任一種；

或X₃YMo₁₂O₄₀，其中，X為H、Na、K中的任一種；Y為P、Si中的任一種；

所述第一固體電解質由Li₂S和P₂S₅組成，并且按照摩爾比為Li₂S:P₂S₅＝70:20～90:10。

相應地，全固態鋰離子電池的制備方法，至少包括以下步驟：

稱取如上所述的正極活性材料、導電劑、第一固體電解質；

將稱取的所述正極活性材料、導電劑與溶劑進行溶解、加熱處理，使得所述正極活性材料重新結晶于所述導電劑表面，得到復合材料；

將所述復合材料與所述第一固體電解質進行球磨處理；

將球磨處理得到的混合物料壓制成型，得到正極材料，并在所述正極材料表面添加正負極隔離層；