[發明專利]一種固態電池用正極片及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110127298.2
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112786839B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王磊;李瑞杰;黃海強;陳少杰;周龍捷
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技(無錫)有限公司
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;H01M4/04;H01M4/131;H01M10/052
• 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

本發明提供了一種固態電池用正極片及其制備方法和應用，所述制備方法包括以下步驟：(1)將第一漿料涂布在第一集流體上，干燥后輥壓，在第一集流體上形成第一活性層，得到第一前驅體；(2)將第二漿料涂布在第二集流體上，干燥后輥壓，在第二集流體上形成第二活性層，得到第二前驅體；(3)將步驟(1)得到的第一前驅體的第一活性層和第二前驅體的第二活性層對貼，溫等靜壓轉移后除去第二集流體，得到所述固態電池用正極片；所述第一活性層和第二活性層中均包含無機固態電解質。所述制備方法制得的固態電池用正極片具有較高的倍率性能和機械強度，有效地控制了粘結劑和導電劑分層分布，有利于推動全固態電池商業化應用。

技術領域

本發明屬于固態電池領域，涉及一種固態電池用正極片及其制備方法和應用。

背景技術

固態電池采用不可燃的固態電解質替換了可燃性的有機液態電解質，大幅提升了電池系統的安全性，實現能量密度同步提升。在各類新型電池體系中，固態電池是距離產業化最近的下一代技術，這已成為產業與科學界的共識。其中，硫化物電解質具有比較高的鋰離子電導率。

但當采用硫化物固體電解質制備全固態電芯體系時,由于體系內沒有像液態電池一樣的電解液浸潤，離子遷移全靠固態電解質，所以正極片中是必須含有電解質，來保證鋰離子的遷移，這樣相比傳統液態電池極片就要占用其他組分的占比，由于硫化物電解質屬于陶瓷類材料，顆粒與顆粒之間粘合力差，形狀不規則，密度也低于活性材料，所以極片的電導率會降低，孔隙率會升高，相同面容量的正極片，也會因為含有固態電解質導致極片厚度增加，這進一步增加了鋰離子的遷移路徑，導致電池的內阻增加，倍率性能有所下降，這些都不利于全固態電池所追求的高性能、高壽命、高能量密度特性。

CN111864205A公開了一種硫化物固態電池正極極片及硫化物固態電池。所述硫化物固態電池正極極片包括正極集流體以及設置在正極集流體至少一個表面上的正極活性物質層，所述正極活性物質層包括正極活性材料、固態電解質以及添加鹽，所述添加鹽在40～150℃發生吸熱相變。其還提供包括上述正極極片的硫化物固態電池。其所述硫化物固態電池正極極片中添加了在40～150℃發生吸熱相變的添加鹽，在電池充放電過程中，可利用添加鹽的相變吸熱效應吸收正極極片中硫化物固態電解質的自身分解和副反應等放熱過程產生的熱量，從而降低由于電池溫度急劇升高引發的熱失控風險、提高硫化物固態電池體系的熱安全性和循環穩定性。但是其所述硫化物固態電池的剝離強度低，容易從集流體上脫層。

CN110336085A公開了一種弱化硫化物電解質固態電池內阻的方法，所述硫化物電解質固態電池包括依次疊合的正極層、硫化物固體電解質層和負極層；所述硫化物固體電解質層與正極層接觸的一側形成有正極融合層，硫化物固體電解質層與負極層接觸的一側形成有負極融合層，且所述正極融合層和負極融合層為硫化物固體電解質層在6-15V電壓和/或0.01-0.2C電流的環境下與正極層/負極層發生界面反應后形成的SEI膜。但是其所述硫化物固態電池的孔隙率高，進而導致極片的倍率性能降低。

上述方案存在有極片剝離強度低或電導率低的問題，因此，開發一種剝離力高且倍率性能好的固態電池用正極片是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種固態電池用正極片及其制備方法和應用，所述制備方法包括以下步驟：(1)將第一漿料涂布在第一集流體上，干燥后輥壓，在第一集流體上形成第一活性層，得到第一前驅體；(2)將第二漿料涂布在第二集流體上，干燥后輥壓，在第二集流體上形成第二活性層，得到第二前驅體；(3)將步驟(1)得到的第一前驅體的第一活性層和第二前驅體的第二活性層對貼，溫等靜壓轉移后除去第二集流體，得到所述固態電池用正極片；所述第一活性層和第二活性層中均包含無機固態電解質。所述制備方法制得的固態電池用正極片具有較高的倍率性能和機械強度，有效地控制了粘結劑、導電劑分層分布，有利于推動全固態電池商業化應用。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種固態電池用正極片的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：