[發(fā)明專利]一種鋰金屬電池正極、鋰金屬電池及其制備方法

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111834620A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐雄文
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南立方新能源科技有限責任公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/42;H01M4/131;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/0587
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 潘俊達;郭寶煊

1.一種鋰金屬電池正極，其特征在于，包括正極集流體和正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層由正極漿料復(fù)合在所述正極集流體的至少一表面而成，所述正極漿料包括包覆有第一固態(tài)電解質(zhì)顆粒的正極活性物質(zhì)、第二固態(tài)電解質(zhì)顆粒、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬電池正極，其特征在于，所述第一固態(tài)電解質(zhì)顆粒為晶態(tài)氧化物固態(tài)電解質(zhì)顆粒。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰金屬電池正極，其特征在于，所述氧化物固態(tài)電解質(zhì)顆粒包括石榴石型氧化物固態(tài)電解質(zhì)顆粒、鈣鈦礦型氧化物固態(tài)電解質(zhì)顆粒和NASICON型氧化物固態(tài)電解質(zhì)顆粒中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰金屬電池正極，其特征在于，所述氧化物固態(tài)電解質(zhì)顆粒包括鋰鑭鈦氧、鋰鑭鋯氧和磷酸鈦鋁鋰中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬電池正極，其特征在于，所述第二固態(tài)電解質(zhì)顆粒的粒徑為1～1000nm，所述第二固態(tài)電解質(zhì)顆粒為非可燃型固態(tài)電解質(zhì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬電池正極，其特征在于，所述第二固態(tài)電解質(zhì)顆粒包括氧化物固態(tài)電解質(zhì)顆粒、硫化物固態(tài)電解質(zhì)顆粒和聚合物固態(tài)電解質(zhì)顆粒中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬電池正極，其特征在于，所述包覆有第一固態(tài)電解質(zhì)的正極活性物質(zhì)、所述第二固態(tài)電解質(zhì)顆粒、所述導(dǎo)電劑和所述粘結(jié)劑的質(zhì)量比為，所述包覆有第一固態(tài)電解質(zhì)的正極活性物質(zhì)：所述第二固態(tài)電解質(zhì)顆粒：所述導(dǎo)電劑：所述粘結(jié)劑＝86～97.4：2～10：0.1～2：0.5～2。

8.一種鋰金屬電池，其特征在于，包括正極、負極、設(shè)置于所述正極和所述負極之間的隔膜、以及電解質(zhì)，所述正極為權(quán)利要求1～7任一項所述的鋰金屬電池正極，所述電解質(zhì)為原位聚合的類固態(tài)電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包括鋰鹽、有機溶劑、添加劑和引發(fā)劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰金屬電池，其特征在于，所述負極包括負極集流體和復(fù)合在所述負極集流體至少一表面的LiM合金層，其中，M包括Mg、Zn、Ga、Bi和Sn元素中的至少一種。

10.一種如權(quán)利要求8所述的鋰金屬電池的制備方法，其特征在于，包括以下操作：

S1、將所述鋰鹽、所述有機溶劑、所述添加劑和所述引發(fā)劑混合，注入到由所述正極、所述負極和所述隔膜疊片或卷繞得到的裸電芯中；

S2、將所述裸電芯在60～85℃的溫度下加熱1～5h，得到原位聚合的類固態(tài)電解質(zhì)，封裝后得到鋰金屬電池。