[發明專利]適用于全固態電池的正極材料層、其制備方法、正極片和全固態電池

在審

• 申請號: 202011066216.X
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112133921A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 馬忠龍;鄭曉醒;秦士林;趙曉寧
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M4/131;H01M4/139;H01M4/1391;H01M4/04;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發明公開了一種適用于全固態電池的正極材料層、其制備方法、正極片和全固態電池。所述正極材料層包括：由聚合物纖維相互搭接形成的網絡狀結構，以及分散并粘結于所述網絡狀結構中的正極活性物質、硫化物固態電解質和導電劑。本發明的正極材料層中，聚合物纖維作為粘結劑構建網絡狀結構，有利于正極活性物質、硫化物固態電解質和導電劑的均勻分散，硫化物固態電解質具有良好的離子傳導能力，分散在網絡狀結構中為電池的充放電提供離子傳輸通道，避免電解液的加入，組裝成全固態電池，提升了電池的安全性能。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，涉及一種適用于全固態電池的正極材料層、其制備方法和用途，尤其涉及一種全固態電池的正極材料層、其制備方法、正極片和全固態電池。

背景技術

隨著電子產品以及新能源汽車的大量普及，作為其電源的鋰電池，因具有質量輕、體積小、工作電壓高、能量密度高、輸出功率大、充電效率高和無記憶效應等優點，越來越受到重視，從而不可避免的對鋰電池的安全性、能量密度等要求也有越來越高。

目前市場廣泛使用的鋰離子電池所用的電解質為有機液態電解質，這也帶來了一系列問題。液體電解質一般由鋰鹽、有機溶劑及添加劑組成，其室溫下為易于流動的液體狀態。在電池受到強烈碰撞或電池內部膨脹等作用后，電池包裝很容易發生破損，液體電解質會泄漏出來。由于液體電解質含有大量的易燃、易爆的有機溶劑，因而產生極大的安全隱患。另外在液態鋰離子電池中所使用的液態電解質的量難以再降低，這對我們提高鋰離子電池的質量能量密度和體積能量密度都存在較大困難。與傳統的液態鋰離子電池相比較，固態電池有很多優勢，發展前景值得期待。其采用不燃的固態無機物作為電解質，不但具有較高的能量密度，且同時具有良好的安全性。

現有液態電池技術雖然很成熟，但安全問題依然存在。液態電解制室溫下為易于流動的液體狀態，在電池受到強烈碰撞或電池內部膨脹等作用后，電池包裝很容易發生破損，液體電解質會泄漏出來。由于液體電解質含有大量的易燃、易爆的有機溶劑，因而產生極大的安全隱患。

另外在液態鋰離子電池中所使用的液態電解質的量難以再降低，這對我們提高鋰離子電池的質量能量密度和體積能量密度都存在較大困難。

全固態電池技術目前仍處于研發階段，目前主要應用濕法勻漿涂布的方式進行極片的制備，但硫化物固態電解質與大部分溶劑不穩定，即使穩定的溶劑，在球磨過程中也會有所反應，使得硫化物電解質離子電導率下降，從而增加極片以及電池的阻抗，使得電池倍率性能下降，影響電池的循環性能。另外溶劑的添加增加了烘干、溶劑回收處理等工序，增加了成本且可能造成環境污染。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種適用于全固態電池的正極材料層、其制備方法和用途，尤其在于提供一種全固態電池的正極材料層、其制備方法、正極片和全固態電池。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種全固態電池的正極材料層，所述正極材料層包括：由聚合物纖維相互搭接形成的網絡狀結構，以及分散并粘結于所述網絡狀結構中的正極活性物質、硫化物固態電解質和導電劑。

本發明的正極材料層中，聚合物纖維作為粘結劑構建網絡狀結構，有利于正極活性物質、硫化物固態電解質和導電劑的均勻分散，硫化物固態電解質具有良好的離子傳導能力，分散在網絡狀結構中為電池的充放電提供離子傳輸通道，避免電解液的加入，組裝成全固態電池，提升了電池的安全性能。

以下作為本發明優選的技術方案，但不作為對本發明提供的技術方案的限制，通過以下優選的技術方案，可以更好的達到和實現本發明的技術目的和有益效果。