[發明專利]一種低電阻的固體鋰電池及其制備方法

有效

• 申請號: 202110949289.1
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN114551792B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 宮嬌嬌;陳軍;黃建根;鄭利峰
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/36;H01M4/58;H01M10/052
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 李博

本發明涉及鋰電池設計組裝領域具體，公開一種低電阻的固體鋰電池及其制備方法。一種低電阻的固體鋰電池，由正極極片、固體電解質膜和負極極片組成，其中：所述正極極片是由正極集流體經涂覆正極漿料后干燥，經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再壓制得到；或者，所述負極極片是由負極集流體涂覆負極漿料后干燥，經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再壓制得到；或者，所述正極集流體涂覆正極漿料后干燥，經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再壓制得到正極極片；且所述負極集流體涂覆負極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再壓制得到負極極片。所制得的鋰電池有電阻低，比容量高的特點。

技術領域

本發明涉及鋰電池設計組裝領域，具體涉及一種低電阻的固體鋰電池及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池(LIB)因其工作電壓高、能量密度高、充放電速度快、循環壽命長而顯示出巨大的市場應用潛力。然而，目前基于液體電解質的傳統鋰離子能量密度的提升已接近極限，同時液體電解質高度易燃，存在安全隱患。采用不可燃固體電解質的全固態鋰離子電池(ASLBs)因其更好的安全特性而成為傳統鋰離子電池的一個有希望的替代品。但固體電池面臨的一個緊迫的問題是正負極活性材料和電解質之間的界面相容性不足，導致電阻過大，電導率下降。

為解決上述問題，中國現有專利CN112151744A公開了“全固態電池用正極材料層、其制備方法、正極片和全固態電池”，將可纖維化聚合物粉體、包覆改性的正極活性物質、硫化物固態電解質和導電劑混合拉絲成纖維得到混合料，并對混合料在集流體上進行熱壓處理，得到一種不易開裂且提升了電導率的正極復合極片。但制備方法對改善正負極活性材料與電解質之間的界面相容性不足的問題不夠充分，正負極活性材料與電解質之間的電阻還可以進一步下降，同時進一步提升電池能量密度；中國現有專利CN202010264839.1公開了漿料的制造方法、活性材料層的制造方法和全固體電池的制造方法，通過向含有氧化物活性材料、固體電解質和導電劑的混合漿料中添加分散劑，提高了正極漿料穩定性和涂布質量，但該方法制造的極片內部顆粒之間及極片/固體電解質界面機械接觸程度受限，不利于鋰離子傳輸，固體電池內阻高。

發明內容

本發明針對現有技術中正負極活性材料和電解質之間的界面相容性有待改善，電阻有待降低，電池能量密度有待提升的問題，提供一種低電阻的固體鋰電池及其制備方法，以達到降低電阻、提升電池能力密度的目的。

本發明的目的通過以下的技術方案得以實現。

一種低電阻的固體鋰電池，由正極極片、固體電解質膜和負極極片組成，其中：所述正極極片是由正極集流體經涂覆正極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再以≥4兆帕的高壓壓制得到；

或者，所述負極極片是由負極集流體涂覆負極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再以≥4兆帕的高壓壓制得到；

或者，所述正極集流體涂覆正極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再以≥4兆帕的高壓壓制得到正極極片；且所述負極集流體涂覆負極漿料后干燥，然后經無機固體電解質溶液浸泡后烘干，再以≥4兆帕的高壓壓制得到負極極片。

經過浸泡和壓制過的正極和負極極片，由于無機固體電解質顆粒能均勻分散嵌入正負極極片所涂覆的漿料之內，無機固體電解質顆粒與周圍漿料其它材料接觸更為緊密，同時增加了極片和固體電解質膜之間的界面機械接觸面積，從而降低了界面電阻，提升了比容量，由于電池能量密度＝比容量*電壓，所以也提升了在單位電壓下的電池能量密度。

優選的，正極極片經以下過程制備得到：