[發明專利]一種全固態電池電極添加劑及其應用

在審

• 申請號: 201810058720.1
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108321395A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 鄭明森;董全峰;范鏡敏;張金花
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M4/139
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;姜謐

本發明公開了一種全固態電池電極添加劑及其應用，其有效成分包括金屬有機框架化合物，該金屬有機框架化合物包含金屬和有機配體，該金屬為Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ti、Mn、Y、Mg、Al、Ca、La系稀土金屬、Ac系稀土金屬和以上金屬的團簇中的至少一種，該有機配體的通式為C_xH_yO_mN_nS_zP_g。本發明的全固態電池電極添加劑的制備簡單，操作簡便，后處理簡單，設備要求簡單，成本適中，適合大規模生產。

技術領域

本發明屬于能源材料技術領域，具體涉及一種全固態電池電極添加劑及其應用。

背景技術

隨著經濟的發展，移動電話、筆記本電腦等便攜式電子產品的日益普及。人們對體積小、重量輕、環境友好、安全可靠、能量高、功率高的二次電池的需求更加迫切。此外，近來關于很多電池爆炸的報道也層出不窮，大家對電池的安全性問題也有一定擔憂。因此，以固態電解質取代傳統液體有機電解液的固態電池吸引越來越多人的關注。全固態電池不僅可以解決人們對安全性的困擾，而且還可以向小型化、輕量化、柔性化發展，具有很大的發展潛力。

同時全固態電池中采用固體材料構筑，其電極活性材料和電解質的接觸將直接影響電子和鋰離子的傳輸。界面問題是全固態電池中的難點和重點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全固態電池電極添加劑。

本發明的另一目的在于提供上述全固態電池電極添加劑的應用。

本發明的技術方案如下：

一種全固態電池電極添加劑，其有效成分包括金屬有機框架化合物，該金屬有機框架化合物包含金屬和有機配體，該金屬為Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ti、Mn、Y、Mg、Al、Ca、La系稀土金屬、Ac系稀土金屬和以上金屬的團簇中的至少一種，該有機配體的通式為C_xH_yO_mN_nS_zP_g，其中x、y、z、m、n和g均為正數，x≥1，y≥1，m≥0，n≥0，z≥0，g≥0，且m、n、z和g不全為零。

一種全固態電池電極，由包括上述全固態電池電極添加劑和電極活性材料在內的原料制成。

在本發明的一個優選實施方案中，所述全固態電池電極添加劑中的金屬有機框架化合物的量為所述電極活性材料的質量的0.1～40％。

在本發明的一個優選實施方案中，所述電極活性材料的通式為Li_aM_bP_cO_d，其中a≥0、b≥0、c≥0、d≥0，且a、b、c和d不全為零，M為C、Sn、Si、Co、Fe、Ni、Al、Mn、Ti、V、Cr、Cu、Se、S、Y、Ce和Mg中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，還包括粘結劑和導電劑。

本發明的有益效果是：

1、本發明的全固態電池電極添加劑的制備簡單，操作簡便，后處理簡單，設備要求簡單，成本適中，適合大規模生產；

2、采用本發明的添加劑制備的電極材料，熱穩定性良好，可以有效的改善電極的界面問題，提高電池的性能。

3、本發明的全固態電池電極添加劑不僅能夠應用在全固態鋰離子電池中，在其他的儲能體系中也可以使用，例如鋰硫電池、鋰空氣(氧氣)電池等。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制備的電極的掃描電鏡圖。

圖2為本發明實施例1制備的全固態鋰離子電池在0.05A/g、25℃的充放電曲線。