[發(fā)明專利]用于制備固體電解質(zhì)的方法和包含該固體電解質(zhì)的全固態(tài)電池組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711282792.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN108878981B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林栽敏;成柱詠;張容準(zhǔn);鄭燻基;金炯哲;E·D·鄭;尹彬娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社;起亞自動(dòng)車株式會(huì)社;韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01M10/058
• 分類號(hào): H01M10/058;H01M10/0562
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;周玉梅

本發(fā)明公開了用于制備固體電解質(zhì)的方法和包含該固體電解質(zhì)的全固態(tài)電池組。具體地，本發(fā)明提供一種制備用于全固態(tài)電池組的固體電解質(zhì)的方法，所述方法包括：通過將包含硫化鋰的第一原材料與第二原材料分散在溶劑中來獲得漿料，所述第二原材料選自硫化硅、硫化磷、硫化鍺、硫化硼以及它們的組合；以及干燥漿料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于制備固體電解質(zhì)的非研磨類方法和用于制備具有致密化正電極的全固態(tài)電池組的方法，所述致密化正電極包含該固體電解質(zhì)。

背景技術(shù)

如同鋰離子二次電池組，使用固體電解質(zhì)的全固態(tài)電池組是已知的。全固態(tài)電池組包括含固體電解質(zhì)的電解質(zhì)層，在電解質(zhì)層的兩個(gè)表面上形成的電極(正電極和負(fù)電極)，以及接觸每個(gè)電極的集電器。作為固體電解質(zhì)，通常使用鋰離子電導(dǎo)率高的硫化物類固體電解質(zhì)。

作為正電極活性材料，使用包含鋰離子的過渡金屬氧化物，并且由于正電極活性材料具有低的鋰離子導(dǎo)電率，所以正電極通常包含固體電解質(zhì)。

為了促進(jìn)鋰離子在正電極中的移動(dòng)，正電極活性材料和固體電解質(zhì)需要均勻分布，并且正電極需要形成致密化形式。

在現(xiàn)有技術(shù)中，通過使用粉末化形式的正電極活性材料以及固體電解質(zhì)的簡(jiǎn)單機(jī)械混合工藝來制備正電極。因此，正電極中存在多個(gè)孔，并且正電極活性材料、固體電解質(zhì)等未均勻地分布，從而使得存在電池組性能變差的問題。特別地，材料的特性例如難以實(shí)現(xiàn)微粉化(由于硫化物類固體電解質(zhì)的高延展性而造成的)、難以選擇溶劑以及易受水分損害在改進(jìn)現(xiàn)有工藝中起著致命的限制作用。

公開于該發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不可被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各個(gè)方面旨在提供一種能夠制備其中固體電解質(zhì)、正電極活性材料等均勻分布的用于全固態(tài)電池組的正電極的方法。

在各個(gè)方面，本發(fā)明也已致力于解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述問題，并且提供了一種能夠通過使孔的產(chǎn)生最小化來制備用于致密化全固態(tài)電池組的正電極的方法。

在各個(gè)方面，本發(fā)明還已致力于解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述問題，并且提供了一種能夠通過簡(jiǎn)化的工序制備用于改進(jìn)的全固態(tài)電池組的正電極的方法。

本發(fā)明的目的不限于上述目的。本發(fā)明的目的將通過以下描述而變得更加清楚，并且將通過權(quán)利要求中描述的手段以及它們的組合來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的各個(gè)方面旨在提供一種制備用于全固態(tài)電池組的固體電解質(zhì)的方法，其包括：通過將包含硫化鋰的第一原材料與第二原材料分散在溶劑中來獲得漿料，所述第二原材料選自硫化硅、硫化磷、硫化鍺、硫化硼以及它們的組合；以及干燥漿料。

在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，該方法不包括研磨第一原材料和第二原材料。

在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，將包含過渡金屬元素和鹵素元素中的任意一種或多種的第三原材料進(jìn)一步分散在溶劑中。

還在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，溶劑選自酯類溶劑、醚類溶劑以及它們的組合。

還在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，溶劑選自丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯以及它們的組合。

仍然還在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，干燥在真空或惰性氣體氣氛下進(jìn)行。

在進(jìn)一步的示例性實(shí)施方案中，干燥在約100℃至約200℃(例如約100℃至約200℃、約110℃至約200℃、約150℃至約200℃、約180℃至約200℃、約100℃至約110℃、約100℃至約120℃、約100℃至約140℃、約120℃至約180℃等)的溫度下進(jìn)行。

在另一個(gè)進(jìn)一步的示例性實(shí)施方案中，固體電解質(zhì)為至少包含鋰(Li)、磷(P)和硫(S)的硫化物類固體電解質(zhì)。