[發明專利]鋰離子電池的正極組件及其制備方法、全固態鋰電池

在審

• 申請號: 201810974876.4
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN110858661A
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 韓曉燕;李世彩;焦曉朋;甘永青;郭姿珠
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/131;H01M4/1391;H01M10/058
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 耿超;王浩然

本公開涉及鋰離子電池的正極組件及其制備方法、全固態鋰電池，該正極組件包括正極片和固態電解質層，以及夾設在正極片和固態電解質層之間的隔離層，隔離層含有LiAlO₂；以正極組件的總重量為基準，正極組件中粘結劑的含量為0～1％；正極組件中，正極片和隔離層之間的界面剪切強度為50MPa～150MPa，隔離層和固態電解質層之間的界面剪切強度為50MPa～200MPa。本公開的制備方法包括將預制體組件進行燒結；預制體組件包括正極預制層、隔離預制層和固態電解質預制層；正極預制層含有正極活性材料，隔離預制層含有LiAlO₂，固態電解質預制層含有固態電解質。本公開的鋰離子電池容量高、循環性能好。

技術領域

本公開涉及鋰電池技術領域，具體地，涉及一種鋰離子電池的正極組件及其制備方法、全固態鋰電池。

背景技術

近年來，鋰離子電池向安全、高容量和長壽命發展的突出貢獻是電解質體系的優化與改性。由于有機液體電解質容易出現漏液，存在突出的電池爆炸等安全隱患，采用固態電解質有助于提高鋰電池安全性能，因此全固態鋰電池得到了迅速的發展。

全固態鋰電池中常見的固態電解質包括聚合物固態電解質、氧化物固態電解質和硫化物晶態固體電解質等，其中，氧化物固態電解質按照物質結構可以分為晶態和玻璃態(非晶態)兩類，其中晶態電解質包括鈣鈦礦型、NASICON型(包括LATP型)、LISICON型以及石榴石型等，玻璃態氧化物電解質的研究熱點是用在薄膜電池中的LiPON型電解質。按照另一種分類方法，固態電解質可以分為兩類，一種是有機固態電解質，一種是無機固態電解質。無機固態電解質中，NASICON型鋰固態電解質具有較高的離子電導率，化學穩定性較好，不與氧氣和水分反應，加工性能優良，室溫下的離子電導率可以達到10^-4S/cm；石榴石型無機固態電解質很穩定，與金屬鋰不發生反應，經過摻雜改性后，離子電導率可以達到10^-4S/cm。雖然LATP型鋰固態電解質和石榴石型無機固態電解質性能優良，但是上述兩種固態電解質制備的固體電池阻抗大，循環性能差，影響了電池的性能。

發明內容

本公開的目的是提供一種鋰離子電池的正極組件及其制備方法、全固態鋰電池，本公開的正極組件中正極材料和固體電解質在高溫下不反應。

第一方面，本公開提供一種鋰離子電池的正極組件，該正極組件包括正極片和固態電解質層，以及夾設在所述正極片和所述固態電解質層之間的隔離層，所述隔離層含有LiAlO₂；以正極組件的總重量為基準，所述正極組件中粘結劑的含量為0～1％；所述正極片和所述隔離層之間的界面剪切強度為50MPa～150MPa，所述隔離層和所述固態電解質層之間的界面剪切強度為50MPa～200MPa。

可選地，所述正極片的相對致密度為85.0％～99.9％，所述隔離層的相對致密度為90.0％～99.9％，所述固態電解質層的相對致密度為90.0％～99.9％。

可選地，所述正極片的厚度為1μm～300μm，所述隔離層的厚度為1nm～50μm，并且所述固態電解質層的厚度為1μm～100μm。

可選地，所述隔離層中的LiAlO₂的含量為95.00～99.99wt％。