[發明專利]一種固態鋰電池及其制備方法在審
| 申請號： | 202110253204.6 | 申請日： | 2021-03-04 |
| 公開（公告）號： | CN113054241A | 公開（公告）日： | 2021-06-29 |
| 發明（設計）人： | 徐雄文;黃成;涂健;謝健 | 申請（專利權）人： | 湖南立方新能源科技有限責任公司 |
| 主分類號： | H01M10/0562 | 分類號： | H01M10/0562;H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/42 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201 | 代理人： | 潘俊達;郭寶煊 |
| 地址： | 412000 湖南省株洲市天元*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 固態 鋰電池 及其 制備 方法 | ||
1.一種固態鋰電池，其特征在于，包括正極片、負極片和固態電解質，所述固態電解質設置于所述正極片和所述負極片之間，在所述負極片內部、所述負極片和所述固態電解質之間、所述固態電解質內部、所述固態電解質和所述正極片之間，以及所述正極片內部中的至少一處還設置有聚合物凝膠電解質。
2.根據權利要求1所述的固態鋰電池，其特征在于，所述聚合物凝膠電解質包括聚合物、鋰鹽和有機溶劑，所述聚合物由丙烯酸酯類單體經原位聚合而成。
3.根據權利要求1所述的固態鋰電池，其特征在于，所述固態電解質包括陶瓷電解質，所述陶瓷電解質包括陶瓷顆粒和粘結劑，所述陶瓷顆粒包括納米級石榴石型氧化物，所述石榴石型氧化物的結構通式為Li7-x-3yAlyLa3Zr2-xMxO12，式中，0.1≤x≤0.7，0.05≤y≤0.25，M包括Nb和Ta中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的固態鋰電池，其特征在于，所述正極片的正極活性材料包括正極活性顆粒和包覆于所述正極活性顆粒表面的包覆層，所述包覆層包括NASICON型氧化物或金屬氯化物；所述NASICON型氧化物的結構通式為Li1+xAlxM2-x(PO4)3式中，0.1≤x≤0.7，M包括Ti、Ge或Zr中的至少一種；所述金屬氯化物的結構通式為Li3-xM1-xZrxCl6，式中，0.1≤x≤0.7，M包括Y、In、Er、Sc中的至少一種。
5.一種權利要求1～4任一項所述的固態鋰電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將鋰鹽、有機溶劑、引發劑和丙烯酸酯類單體混合，經充分攪拌均勻，得到聚合物凝膠電解質前驅體；
2)將正極活性顆粒和NASICON型氧化物或金屬氯化物前驅體經混料、機械融合和熱處理后得到正極材料，在正極集流體上涂覆所述正極材料，得到正極片；
3)將陶瓷顆粒和粘結劑混合，經充分攪拌均勻后涂覆于所述正極片或負極片的表面，再經真空干燥得到正極片-陶瓷固態電解質復合體或負極片-陶瓷固態電解質復合體；
4)將正極片與所述負極片-陶瓷固態電解質復合體疊片，或者，將負極片與所述正極-陶瓷固態電解質復合體疊片，封入電池殼體中，注入所述聚合物凝膠電解質前驅體，經加熱發生原位聚合反應后得到固態鋰電池。
6.根據權利要求5所述的固態鋰電池的制備方法，其特征在于，在步驟1)中：
所述有機溶劑和所述單體的重量比為10：1～1：10；
所述鋰鹽相對于有機溶劑的濃度為0.5～5mol/L。
7.根據權利要求5所述的固態鋰電池的制備方法，其特征在于，在步驟1)中：
所述引發劑包括偶氮類引發劑；
所述引發劑與所述單體的重量比為0.5：100～5：100。
8.根據權利要求5所述的固態鋰電池的制備方法，其特征在于，步驟2)中：
所述NASICON型氧化物或金屬氯化物前驅體和所述正極活性顆粒的重量比為1：100～20：100；
所述熱處理的溫度為300℃～750℃。
9.根據權利要求5所述的固態鋰電池的制備方法，其特征在于，步驟3)中：
所述陶瓷顆粒與所述粘結劑的重量比為5：1～50：1；
所述陶瓷顆粒與所述單體的重量比為5：1～20：1。
10.根據權利要求5所述的固態鋰電池的制備方法，其特征在于，步驟4)中，所述聚合反應的溫度為50～90℃，時間為10～50min。
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