[發(fā)明專(zhuān)利]適用于全固態(tài)電池的負(fù)極材料層、其制備方法、負(fù)極片和全固態(tài)電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011063256.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112133920A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬忠龍;鄭曉醒;秦士林;趙曉寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/62
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/62;H01M4/13;H01M4/139;H01M4/04;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

1.一種全固態(tài)電池的負(fù)極材料層，其特征在于，所述負(fù)極材料層包括：由聚合物纖維相互搭接形成的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，以及分散并粘結(jié)于所述網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)中的負(fù)極活性物質(zhì)、硫化物固態(tài)電解質(zhì)和導(dǎo)電劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極材料層，其特征在于，所述硫化物固態(tài)電解質(zhì)包括Li₃PS₄、Li₇P₃S₁₁、Li₁₀GeP₂S₁₂、Li₆PS₅Cl、Li₇P₂S₈I、Li₁₀SnP₂S₁₂、Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄、式I所示化合物和式II所示化合物中的至少一種；

(1-x)Li₃PS₄·xLiM，式I；

式I中，x＝0～1.0，M選自Cl、Br或I；

(1-y)Li₇P₃S₁₁·yLiM，式II；

式II中，y＝0～1.0，M選自Cl、Br或I。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負(fù)極材料層，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)通過(guò)可纖維化聚合物在剪切力作用下拉絲形成纖維，并在熱壓處理過(guò)程中相互搭接而成；

優(yōu)選地，所述聚合物纖維包括聚四氟乙烯PTFE、聚偏氟乙烯PVDF、丁苯橡膠SBR、聚丙烯酸PAA、聚酰亞胺PI、聚丙烯腈PAN、聚丙烯PP、聚乙烯PE和聚苯乙烯PS中的至少一種，優(yōu)選為PTFE；

優(yōu)選地，所述負(fù)極活性物質(zhì)包括石墨、硅和氧化亞硅中的任意一種或兩種的混合物；

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電碳材料，所述導(dǎo)電碳材料包括乙炔黑、Super-P、碳納米管、碳纖維、科琴黑、石墨導(dǎo)電劑和石墨烯中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的負(fù)極材料層，其特征在于，以所述負(fù)極材料層的總質(zhì)量為100％計(jì)，聚合物纖維的質(zhì)量占比為0.1％-30％，優(yōu)選為3％-10％；

優(yōu)選地，以所述負(fù)極材料層的總質(zhì)量為100％計(jì)，負(fù)極活性物質(zhì)的質(zhì)量占比為25％-89.4％，優(yōu)選為52.5％-71％；

優(yōu)選地，以所述負(fù)極材料層的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述硫化物固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量占比為10％-40％，優(yōu)選為25％-35％；

優(yōu)選地，以所述負(fù)極材料層的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述導(dǎo)電劑的質(zhì)量占比為0.5％-5％，優(yōu)選1％-2.5％；

優(yōu)選地，所述負(fù)極材料層的厚度為30um-300um。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的全固態(tài)電池的負(fù)極材料層的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)按配方量將可纖維化聚合物粉體、負(fù)極活性物質(zhì)、硫化物固態(tài)電解質(zhì)和導(dǎo)電劑混合，然后在剪切力的作用下使可纖維化聚合物粉體拉絲形成纖維，得到混合料；

(2)對(duì)步驟(1)所述混合料在集流體上進(jìn)行熱壓處理，至預(yù)設(shè)厚度和預(yù)設(shè)壓實(shí)密度，得到所述的負(fù)極材料層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述混合料中，可纖維化聚合物的質(zhì)量占比為0.1％-30％，優(yōu)選為3％-10％；

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合料中，負(fù)極活性物質(zhì)的質(zhì)量占比為25％-89.4％，優(yōu)選為52.5％-71％；

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合料中，所述硫化物固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量占比為10％-40％，優(yōu)選為25％-35％；

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合料中，所述導(dǎo)電劑的質(zhì)量占比為0.5％-5％，優(yōu)選1％-2.5％。