[發明專利]用于固態二次電池的正極、其制備方法、正極組件及固態二次電池

在審

• 申請號: 202010017090.0
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111416115A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: G.塞德;涂青松;史坦;L.米亞拉
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社;加利福尼亞大學董事會
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0562;H01M4/131;H01M4/1391;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.用于固態二次電池的正極，所述正極包括：

正極活性材料；和

第一固體電解質，

其中所述正極活性材料的平均粒徑與所述第一固體電解質的平均粒徑的比率λ滿足方程1，

其中所述正極活性材料的平均粒徑在1μm至30μm的范圍內，且所述第一固體電解質的平均粒徑在0.1μm至4μm的范圍內：

方程1

3≤λ≤40。

2.如權利要求1所述的正極，其中所述正極活性材料的量在60重量百分比(重量％)至90重量％的范圍內，基于所述正極的總重量。

3.如權利要求2所述的正極，其中所述正極的孔隙率為25％或更低，基于所述正極的總體積。

4.如權利要求3所述的正極，其中所述正極活性材料的量在30體積百分比(體積％)至80體積％的范圍內，基于所述正極的總重量。

5.如權利要求3所述的正極，其中所述第一固體電解質的量在10重量％至40重量％的范圍內，基于所述正極的總重量。

6.如權利要求3所述的正極，其中所述正極活性材料和所述第一固體電解質的粒徑分布具有雙峰分布。

7.如權利要求1所述的正極，其中所述正極活性材料為包含鎳、鈷和錳的過渡金屬氧化物，并且當在25℃和0.05毫安/平方厘米(mA/cm²)下將所述正極放電時，所述正極活性材料的容量在110毫安時/克(mAh/g)至220mAh/g的范圍內。

8.如權利要求1所述的正極，其中所述正極活性材料的平均粒徑與所述第一固體電解質的平均粒徑的比率λ在3.3至8的范圍內。

9.如權利要求1所述的正極，其中所述正極活性材料的平均粒徑在5μm至20μm的范圍內。

10.如權利要求1所述的正極，其中所述正極活性材料的平均粒徑在5μm至12μm的范圍內，且

所述第一固體電解質的平均粒徑在1.5μm至4μm的范圍內，

其中所述正極活性材料的量在60重量％至95重量％的范圍內，基于所述正極的總重量。

11.如權利要求1所述的正極，其中所述正極活性材料為由式2表示的基于鎳的活性材料：

式2

Li_a(Ni_1-x-y-zCo_xMn_yM_z)O₂

其中，在式2中，M為選自如下的元素：硼(B)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鋯(Zr)、和鋁(Al)；并且

0.95≤a≤1.3，0x1，0≤y1，和0≤z1。

12.如權利要求1所述的正極，其中所述第一固體電解質為硫化物固體電解質、氧化物固體電解質、或其組合。