A solid state lithium battery with low interface resistance belongs to the technical field of rechargeable high specific energy secondary battery. The solid state battery consists of positive electrode, inorganic solid state electrolyte, metal lithium negative electrode and interface wetting agent. The interfacial wetting agent exists between the positive electrode and the inorganic solid electrolyte, as well as between the lithium negative electrode and the inorganic solid electrolyte. The interfacial wetting agent contains ether ester mixed solvent and lithium salt, and the interfacial wetting agent is formed in situ by electrochemical treatment to form a solid state interfacial film. The interfacial wetting agent can significantly reduce the interfacial resistance of solid-state lithium batteries, so that the batteries can work normally at room temperature and at a large rate, thus significantly improving the safety of the batteries. At the same time, it can be compatible with a variety of oxidized inorganic solid-state electrolytes and has versatility in a certain range.
【技术实现步骤摘要】
一种具有低界面电阻的固态锂电池
本专利技术涉及一种具有低界面电阻的固态锂电池,属于可充放的高比能二次电池
技术介绍
随着便携式消费电子设备的快速发展、新能源汽车的大力推广以及智能电网的建设,社会对于高效储能设备的需求愈加强烈和急切。锂离子电池由于能量密度高、无记忆效应、能量利用率高、循环寿命长而成为现有储能设备中主力,但是现有的锂离子电池能量密度已接近理论极限,逐渐不能满足社会对于高能量密度的需求。具有更高比能的、安全的二次电池成为全社会关注的焦点。新的突破需要从材料体系上创新;因此,科学研究人员又重新把目光聚焦在以金属锂为负极的锂金属电池领域。金属锂用作负极具有天然的优势,比如最负的电极电势(-3.040V)、极高的理论容量(3860mAhg-1),这些特殊的性质使得锂金属电池的能量密度可能达到500Whkg-1,从而满足日益增长的社会需求。然而,锂金属电池自20世纪50年代被提出以来,在液态电解液中,锂金属负极始终面临着由于锂沉积不均匀带来的安全问题,阻碍着锂金属电池的商业化。相比于液态电解液,固态电解质具有不易燃、不挥发的特性,并且能有效防止电池短路,可显著增强电池的安全性。因此,备受科研人员的关注。2011年,日本科学家菅野了次成功研发出离子导率可媲美液态电解液的硫系固态电解质,再次让世人看到了固态电解质的应用潜力。除硫系固态电解质外,Garnet型、NASICON型固态电解质也具有较高的离子导率,基本能够满足常规工况下的要求。然而由于固态电解质的固态属性,其与锂金属负极接触方式为“点对点”接触,致使界面电阻显著增大,使得电池不能在常温及 ...
【技术保护点】
1.一种具有低界面电阻的固态锂电池,所述固态锂电池含有正极、无机固态电解质和金属锂负极,其特征在于:在正极与无机固态电解质之间,以及金属锂负极与无机固态电解质之间分别存在界面润湿剂,该界面润湿剂含有醚酯类混合溶剂和锂盐,锂盐摩尔浓度为1.0–2.5mol/L;所述界面润湿剂经原位电化学处理后,形成为固态界面膜。
【技术特征摘要】
1.一种具有低界面电阻的固态锂电池,所述固态锂电池含有正极、无机固态电解质和金属锂负极,其特征在于:在正极与无机固态电解质之间,以及金属锂负极与无机固态电解质之间分别存在界面润湿剂,该界面润湿剂含有醚酯类混合溶剂和锂盐,锂盐摩尔浓度为1.0–2.5mol/L;所述界面润湿剂经原位电化学处理后,形成为固态界面膜。2.如权利要求1所述的一种具有低界面电阻的固态锂电池,其特征在于:在正极与无机固态电解质之间,以及金属锂负极与无机固态电解质之间存在的界面润湿剂的使用量为1–5μL/cm2。3.如权利要求1所述一种具有低界面电阻的固态锂电池,其特征在于:所述界面润湿剂电化学处理方法为:先恒流充电至截止电压,再在截止电压下继续恒压充电,然后恒流放电;恒流充电以及恒流放电时电流范围为0.01–0.1C;截止电压范围为3.8–4.7V,恒压充电直至电流小于0.05C。4.如权利要求1、2或3所述的一种具有低界面电阻的固态锂电池,其特征在于:所述锂盐为硝酸锂、六氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂和三氟甲磺酸锂中的一种或几种的混合。5.如权利要求1、2或3所述的一种具有...
【专利技术属性】
技术研发人员:张强,张学强,黄佳琦,闫崇,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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