一种具有固态电解质的锂电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有固态电解质的锂电池，包括基板，所述基板顶部固定设有正极集流层与负极集流层，所述负极集流层设于正极集流层一侧，所述正极集流层与负极集流层顶部设有密封膜，所述正极集流层和负极集流层与密封膜之间设有正极、固体电解质和负极，所述正极由LaxSr1‑xTiO3制成，所述固体电解质由Li1+x+yAlxTi2‑xSiyP3‑yO12制成，所述负极由Sm1‑xSrxCoO3‑δ制成，所述正极设于正极集流层顶部，所述负极一端设于负极集流层顶部。本发明专利技术降低了制备要求以及难度，减少制备成本并具有优良的界面结合性能，有效地避免了界面二次相的生成，提升了正极与负极的电化学性能，实现了固体电解质的相貌可控制备，从而有效保证了制得的锂电池的使用性能以及质量。

Lithium battery with solid electrolyte and preparation method thereof

The invention discloses a lithium battery with solid electrolyte, including a substrate. The top of the substrate is fixed with a positive current collector layer and a negative collector layer. The negative pole collector layer is located on the side of the positive pole collector layer. The positive pole collector layer and the negative pole collector layer are provided with a seal film, and the positive and negative collector layer and the negative collector layer are arranged in the same way. The sealing film is provided with a positive pole, a solid electrolyte and a negative electrode, which is made of LaxSr1 xTiO3, the solid electrolyte made of a Li1+x+yAlxTi2 xSiyP3 yO12, which is made of a Sm1 xSrxCoO3 Delta Delta, which is located at the top of the positive collector layer and one end of the negative pole at the top of the negative collector layer. The invention reduces the preparation requirements and difficulties, reduces the preparation cost and has excellent interface bonding performance, effectively avoids the formation of the two phase of the interface, improves the electrochemical performance of the positive and negative electrodes, realizes the control of the appearance of the solid electrolyte, thus effectively ensures the performance of the lithium battery made. And quality.

【技术实现步骤摘要】
一种具有固态电解质的锂电池及其制备方法
本专利技术涉及锂电池
，特别涉及一种具有固态电解质的锂电池及其制备方法。
技术介绍
随着时代以及科技的发展，固态电解质锂电池的研究所取得的成果也越来越大，固态电解质具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量，而且因为电解质是固态，像传统锂电池电解液在高温下发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧这样的机会大大降低，所以更安全，此外，固态锂电池封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，节约了成本，所以更轻。但是现有的具有固体电解质的锂电池还存在一些缺点，如固体电解质与正极和负极之间界面稳定性较差，这就导致了其降低界面阻抗较大，影响成品锂电池的实际使用效果。因此，专利技术一种具有固态电解质的锂电池及其制备方法来解决上述问题很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有固态电解质的锂电池及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有固态电解质的锂电池，包括基板，所述基板顶部固定设有正极集流层与负极集流层，所述负极集流层设于正极集流层一侧，所述正极集流层与负极集流层顶部设有密封膜，所述正极集流层和负极集流层与密封膜之间设有正极、固体电解质和负极，所述正极由LaxSr1-xTiO3制成，所述固体电解质由Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12制成，所述负极由Sm1-xSrxCoO3-δ制成，所述正极设于正极集流层顶部，所述负极一端设于负极集流层顶部，所述固体电解质设于正极与负极之间。优选的，所述正极集流层由铝箔制成。优选的，所述负极集流层由铜箔制成。优选的，所述正极的制造材料为LaxSr1-xTiO3，其中0≤x≤0.4，所述正极的结构为一维纳米纤维状。优选的，所述固体电解质的制造材料为Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12，其中0≤x≤1，0≤y≤1。优选的，所述负极的制造材料为Sm1-xSrxCoO3-δ，其中0≤x≤1，所述负极的结构为一维纳米纤维状。本专利技术还提供了一种具有固态电解质的锂电池的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一：将LaxSr1-xTiO3经过静电纺丝工艺加工后再使用电镀的方式涂敷在正极集流层上，制得正极；步骤二：将Sm1-xSrxCoO3-δ经过静电纺丝工艺加工后再使用电镀的方式涂敷在负极集流层上，制得负极；步骤三：将经过静电纺丝工艺加工后的Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12制成纳米粉末，然后使用压片机进行压制，制得固体电解质；步骤四：将步骤一至步骤三中制得的正极、固体电解质和负极层叠放置，由上到下依次为负极、固体电解质和正极，然后放入程序控温炉中在70-90℃下加热5-15h，制得半成品电池；步骤五：然后将半成品电池底部的正极集流层与负极集流层进行粘合，再在半成品电池外部镀上密封膜即制得成品锂电池。本专利技术的技术效果和优点：本专利技术中LaxSr1-xTiO3制成正极、Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12制成固体电解质和Sm1-xSrxCoO3-δ制成负极的过程中均利用了静电纺丝技术进行制备，使得正极、固体电解质和负极均为氧化物纳米纤维，制备温度较低，降低了制备要求以及难度，减少制备成本，同时可以良好的烧制在正极与负极上，并呈现出优良的界面结合性能，有效地避免了界面二次相的生成，提升了正极与负极的电化学性能，实现了固体电解质的相貌可控制备，从而有效保证了制得的锂电池的使用性能以及质量。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图中：1基板、2正极集流层、3负极集流层、4密封膜、5正极、6固体电解质、7负极。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据图1所示的一种具有固态电解质的锂电池，包括基板1，所述基板1顶部固定设有正极集流层2与负极集流层3，所述负极集流层3设于正极集流层2一侧，所述正极集流层2由铝箔制成，所述负极集流层3由铜箔制成，所述正极集流层2与负极集流层3顶部设有密封膜4，所述正极集流层2和负极集流层3与密封膜4之间设有正极5、固体电解质6和负极7，所述正极5由LaxSr1-xTiO3制成，其中0≤x≤0.4，所述正极5的结构为一维纳米纤维状，所述固体电解质6由Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12制成，其中0≤x≤1，0≤y≤1，所述负极7由Sm1-xSrxCoO3-δ制成，其中0≤x≤1，所述负极7的结构为一维纳米纤维状，所述正极5设于正极集流层2顶部，所述负极7一端设于负极集流层3顶部，所述固体电解质6设于正极5与负极7之间。本专利技术还提供了一种具有固态电解质的锂电池的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一：将LaxSr1-xTiO3经过静电纺丝工艺加工后再使用电镀的方式涂敷在正极集流层2上，制得正极5；步骤二：将Sm1-xSrxCoO3-δ经过静电纺丝工艺加工后再使用电镀的方式涂敷在负极集流层3上，制得负极7；步骤三：将经过静电纺丝工艺加工后的Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12制成纳米粉末，然后使用压片机进行压制，制得固体电解质6；步骤四：将步骤一至步骤三中制得的正极5、固体电解质6和负极7层叠放置，由上到下依次为负极7、固体电解质6和正极5，然后放入程序控温炉中在70-90℃下加热5-15h，制得半成品电池；步骤五：然后将半成品电池底部的正极集流层2与负极集流层3进行粘合，再在半成品电池外部镀上密封膜4即制得成品锂电池。由上述实施例可知，LaxSr1-xTiO3制成正极5、Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12制成固体电解质6和Sm1-xSrxCoO3-δ制成负极7的过程中均利用了静电纺丝技术进行制备，使得正极5、固体电解质6和负极7均为氧化物纳米纤维，制备温度较低，降低了制备要求以及难度，减少制备成本，同时可以良好的烧制在正极5与负极7上，并呈现出优良的界面结合性能，有效地避免了界面二次相的生成，提升了正极5与负极7的电化学性能，实现了固体电解质6的相貌可控制备，从而有效保证了制得的锂电池的使用性能以及质量。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有固态电解质的锂电池，包括基板(1)，其特征在于：所述基板(1)顶部固定设有正极集流层(2)与负极集流层(3)，所述负极集流层(3)设于正极集流层(2)一侧，所述正极集流层(2)与负极集流层(3)顶部设有密封膜(4)，所述正极集流层(2)和负极集流层(3)与密封膜(4)之间设有正极(5)、固体电解质(6)和负极(7)，所述正极(5)由LaxSr1‑xTiO3制成，所述固体电解质(6)由Li1+x+yAlxTi2‑xSiyP3‑yO12制成，所述负极(7)由Sm1‑xSrxCoO3‑δ制成，所述正极(5)设于正极集流层(2)顶部，所述负极(7)一端设于负极集流层(3)顶部，所述固体电解质(6)设于正极(5)与负极(7)之间。

【技术特征摘要】
1.一种具有固态电解质的锂电池，包括基板(1)，其特征在于：所述基板(1)顶部固定设有正极集流层(2)与负极集流层(3)，所述负极集流层(3)设于正极集流层(2)一侧，所述正极集流层(2)与负极集流层(3)顶部设有密封膜(4)，所述正极集流层(2)和负极集流层(3)与密封膜(4)之间设有正极(5)、固体电解质(6)和负极(7)，所述正极(5)由LaxSr1-xTiO3制成，所述固体电解质(6)由Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12制成，所述负极(7)由Sm1-xSrxCoO3-δ制成，所述正极(5)设于正极集流层(2)顶部，所述负极(7)一端设于负极集流层(3)顶部，所述固体电解质(6)设于正极(5)与负极(7)之间。2.根据权利要求1所述的一种具有固态电解质的锂电池，其特征在于：所述正极集流层(2)由铝箔制成。3.根据权利要求1所述的一种具有固态电解质的锂电池，其特征在于：所述负极集流层(3)由铜箔制成。4.根据权利要求1所述的一种具有固态电解质的锂电池，其特征在于：所述正极(5)的制造材料为LaxSr1-xTiO3，其中0≤x≤0.4，所述正极(5)的结构为一维纳米纤维状。5.根据权利要求1所述的一种具有固态电解质的锂电池，其特征在于：所述固体电...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊岳平，杨桂峰，赵力，
申请(专利权)人：江苏永达电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32