[發明專利]制造陰極復合物的方法及制造全固態電池的方法

在審

• 申請號: 201911229862.0
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN112117440A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 宋仁雨;成柱詠;金潤星;閔泓錫;張容準
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;H01M10/0562;H01M10/058
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 徐麗華

本公開涉及制造陰極復合物的方法及制造全固態電池的方法。特別地，本公開涉及一種用于全固態電池的陰極復合物的制造方法，其中通過將固體電解質、導電材料和陰極活性材料與溶劑混合，然后進行兩步真空干燥，來制造陰極復合物，從而降低陰極活性材料、固體電解質和導電材料之間的界面電阻，從而增加了離子電導率，從而改善電池性能和容量，以及包括該陰極復合物的全固態電池的制造方法。

技術領域

本發明涉及一種制造全固態電池的陰極復合物的方法，其中通過溶劑混合和真空干燥降低了陰極活性材料、固體電解質和導電材料之間的界面電阻，從而提高了離子電導率，從而改善了電池的性能和容量，以及包括制造該陰極復合物的全固態電池的方法。

背景技術

本部分中的描述僅提供與本公開有關的背景信息，并且可能不構成現有技術。

如今，二次電池被廣泛用于諸如車輛和電力存儲系統的大型設備以及諸如移動電話、便攜式攝像機和膝上型計算機等小型設備。一個示例是鋰二次電池，其優點是每單位面積的容量比鎳錳電池或鎳鎘電池的容量大。不幸的是，鋰二次電池容易過熱，并且能量密度僅為約360Wh/kg，導致輸出功率差，使其不適合用作用于車輛的下一代電池。

因此，具有高功率輸出和高能量密度的全固態電池受到關注。全固態電池包括：陰極，其包括活性材料、固體電解質、導電材料和粘合劑；陽極；以及插入在陰極和陽極之間的固體電解質。常規的全固態電池的陰極是通過對陰極活性材料、導電材料和固體電解質進行機械球磨以提供混合粉末然后進行熱壓而制得的。

然而，當通過機械研磨制造用于全固態電池的陰極時，不能適當地發生陰極活性材料、導電材料和固體電解質之間的界面接觸，從而不期望地使電池性能劣化。另外，異質界面處電導率的變化可能引起極化現象，導致電池電阻增加，這也是不希望的。

在該背景技術部分中公開的以上信息僅用于增強對本公開的背景技術的理解，因此，其可能包含不構成本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本公開提供一種通過溶劑混合和真空干燥降低陰極活性材料、固體電解質和導電材料之間的界面電阻來制造具有改善的離子電導率的全固態電池用陰極復合物的方法。

本公開還提供了一種制造全固態電池的方法，該方法包括由于材料之間的界面電阻的減小而具有改善的離子電導率的陰極層，從而提高了電池性能和容量。

本公開提供了一種制造全固態電池的陰極復合物的方法，該方法包括通過混合固體電解質前體和第一溶劑來制備第一混合物；通過混合導電材料、陰極活性材料和第二溶劑來制備第二混合物；通過混合第一混合物和第二混合物制備第三混合物；通過干燥第三混合物來制造陰極復合物。

固體電解質前體是Li₂S，P₂S₅、基于Li₂S-P₂S₅的化合物或以下化學式1表示的化合物中的至少一種：

[化學式1]

Li_aM_bS_cX_d

其中X是Cl、Br或I；M是P、N、As、Sb或Bi；a是1-10；b是1-6；c是1-10；d是1-6。

基于Li₂S-P₂S₅的化合物可能包括以3：1至4：1的摩爾比混合的Li₂S和P₂S₅。

第一溶劑和第二溶劑可以選自包括以下的組：乙醇、丙醇、丁醇、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、四氫呋喃、1，2-二甲氧基乙烷、丙二醇二甲醚、乙腈及其組合。