[發明專利]固態電化學組件、固態電化學裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 201910502091.1
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110581303B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 郭展圖;弗朗切斯科·丘奇;袁銘輝;陸子恒
• 申請（專利權）人: 香港科技大學
• 主分類號: H01M10/05
• 分類號: H01M10/05;H01M10/0525;H01M10/0564;H01G11/00;H01G11/56
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 樊曉煥;張蘇娜

1.一種固態電化學組件，其特征在于包括固態電化學功能層以及與固態電化學功能層物理接觸的塑晶夾層，所述固態電化學功能層包括固態電解質層、陰極層、陽極層以及其組合中的至少一者，所述塑晶夾層包含塑晶基質以及分散在所述塑晶基質中的離子導電化合物和添加劑，所述添加劑選自氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯及其混合物中的至少一者，并且相對于所述夾層的總體積，所述添加劑的含量為0.1-10體積％。

2.根據權利要求1所述的固態電化學組件，其特征在于所述塑晶基質包含丁二腈和/或N-乙基-N-甲基吡咯烷鎓雙(氟磺酰)亞胺鹽，相對于夾層的總體積，所述塑晶基質的含量為1體積％-99體積％。

3.根據權利要求1所述的固態電化學組件，其特征在于所述離子導電化合物選自第一含鋰的離子導電化合物，

相對于夾層的總體積，第一含鋰的離子導電化合物的含量為1體積％-99體積％。

4.根據權利要求1所述的固態電化學組件，其特征在于第一鋰離子導電化合物選自LiPF₆、LiBF₄、LiN(SO₂CF₃)₂、LiCl、LiBr、LiI、LiB₁₀Cl₁₀、LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂、雙(草酸)硼酸鋰、雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰及其混合物中的至少一者。

5.根據權利要求1所述的固態電化學組件，其特征在于所述固態電解質層包含離子導電陶瓷顆粒。

6.根據權利要求5所述的固態電化學組件，其特征在于所述離子導電陶瓷顆粒選自：鋰石榴石型立方相Li₇La₃Zr₂O₁₂；Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂，其中M＝Ta和Nb，x為0.2-0.7；Li_7-3xAl_xLa₃Zr₂O₁₂，其中x＝0-0.27；Li_6.4Al_0.2-xGa_xLa₃Zr₂O₁₂，其中0x0.2；NASICON型LiM₂(PO₄)₃，其中M＝Zr、Hf、Sn、Ti和Ge；Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃，其中x為0-0.5；Li_1+xGe_2-xAl_x(PO₄)₃，其中x為0-0.75；鈣鈦礦型Li_3xLa_(2/3)-xTiO₃，其中0x0.16；Li_2x-ySr_1-xTa_yZr_1-yO₃，其中x＝0.75y，x＝0.25-1；LISICON型Li₁₄Zn(GeO₄)₄；Li_3+xGe_xV_1-xO₄，其中x＝0.5、0.6；Li_4-xSi_1-xP_xO₄，其中x＝0.5-0.6；Li1_0.42Si_1.5P_1.5Cl_0.08O_11.92；Li_10.42Ge_1.5P_1.5C_l0.08O_11.92；LiPON型或硫化物型Li₂S-P₂S₅；Li_4-xGe_1-xP_xS₄，其中0x1；Li₁₀GeP₂S₁₂；硫銀鍺礦型Li₆PS₅X，其中X＝Cl、Br、I；抗鈣鈦礦型Li₃OX，其中X＝C、Br、I；及其混合物中的至少一者，

相對于固態電解質層的總重量，離子導電陶瓷顆粒的量為90重量％至100重量％；以及

離子導電陶瓷顆粒是通過固態反應或溶膠-凝膠法制備的。