[發明專利]一種高性能全固態電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202211049518.5
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115411376A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 慈立杰;魏游日;程俊;李德平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: H01M10/0585
• 分類號: H01M10/0585;H01M10/0525;H01M10/42;H01M10/0562;H01M4/131;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉芙蓉

1.一種高性能全固態電池，其特征在于，包括從上至下依次層疊設置的金屬鋰負極、復合功能層、固態電解質陶瓷片、離子液體-鋰鹽改性層、正極極片；

所述復合功能層包括金屬單質和聚環氧乙烷；所述正極極片包括富鋰錳基正極材料以及包覆在所述富鋰錳基正極材料表面的固態電解質。

2.根據權利要求1所述的高性能全固態電池，其特征在于，所述金屬單質選自Ag或Cu；所述固態電解質陶瓷片中的固態電解質選自Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂、Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃、Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃、Li_0.33La_0.55TiO₃中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的高性能全固態電池，其特征在于，所述離子液體-鋰鹽改性層中的離子液體選自咪唑基離子液體、吡啶基離子液體、哌啶基離子液體中的一種或多種；所述離子液體-鋰鹽改性層中的鋰鹽選自雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、高氯酸鋰、二氟草酸硼酸鋰中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的高性能全固態電池，其特征在于，所述固態電解質選自Li_6.25La₃Zr₂Al_0.25O₁₂、Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃、Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃、Li_0.33La_0.55TiO₃中的一種。

5.一種如權利要求1-4任一所述的高性能全固態電池的制備方法，其特征在于，包括步驟：

提供表面包覆有固態電解質的富鋰錳基正極材料；

將所述表面包覆有固態電解質的富鋰錳基正極材料與粘結劑、導電炭黑粉末、N-甲基吡咯烷酮混合，得到正極漿料；

將所述正極漿料刮涂在鋁箔上，進行真空干燥，制得正極極片；

提供固態電解質陶瓷片和金屬鋰負極；

將金屬單質、LiTFSI、聚環氧乙烷和溶劑進行混合制得第一混合物，將所述第一混合物加在所述固態電解質陶瓷片的一表面，加熱至所述溶劑揮發后，在所述固態電解質陶瓷片的一表面制得復合功能層；

將離子液體和鋰鹽進行混合，制得第二混合物；

在負極殼上放置墊片、正極極片，然后將所述第二混合物加在所述正極極片表面，在所述正極極片表面制得離子液體-鋰鹽改性層；將金屬鋰負極與所述固態電解質陶瓷片涂覆有所述復合功能層的一面貼合，然后將所述固態電解質陶瓷片背離所述復合功能層的一面與所述正極極片制有所述離子液體-鋰鹽改性層的一面貼合，再在所述金屬鋰負極表面依次放入墊片、彈片，蓋上正極殼，制得所述全固態電池。