全固体电池的电极的制备方法技术

技术编号:20946604 阅读:36 留言:0更新日期:2019-04-24 03:16
本发明专利技术涉及一种全固体电池的电极的制备方法,所述方法包括:提供硫化物类固体电解质;通过在300℃至700℃下加热非金属氧化物从而在硫化物类固体电解质的表面上形成涂覆层;通过混合电极活性材料、具有涂覆层的硫化物类固体电解质和导电材料与极性溶剂从而形成电极浆料;将电极浆料浇铸在电极集电器的至少一个表面上;通过在100℃至300℃下加热浇铸的电极浆料从而除去极性溶剂;并且通过在300℃至700℃下加热除去了极性溶剂的电极浆料从而除去涂覆层。

Preparation of Electrodes for All-solid-state Batteries

The present invention relates to a method for preparing electrodes for all-solid-state batteries, which includes: providing sulfide-like solid electrolytes; forming a coating on the surface of sulfide-like solid electrolytes by heating non-metallic oxides at 300 to 700 degrees Celsius; and using mixed electrode active materials, sulfide-like solid electrolytes with coatings, conductive materials and polar solvents from a sulfide-like solid electrolyte to a polar solvent. The electrode slurry is formed; the electrode slurry is cast on at least one surface of the collector; the polar solvents are removed by heating the casting electrode slurry at 100 to 300 degrees Celsius; and the coating is removed by heating the polar solvents at 300 to 700 degrees Celsius.

【技术实现步骤摘要】
全固体电池的电极的制备方法
本公开涉及全固体电池的电极的制备方法,更具体地涉及能够保证硫化物类固体电解质的化学稳定性并且制备电极同时维持硫化物类固体电解质的离子导电性的电极的制备方法。
技术介绍
用于全固体电池的硫化物类固体电解质与极性溶剂具有反应性,因此存在的问题是当将硫化物类固体电解质引入极性溶剂时会发生副反应。因此,存在的问题是当制备电极浆料时硫化物类固体电解质和极性溶剂不能同时使用,并且不与固体电解质反应的非极性溶剂降低硫化物类固体电解质的可分散性。不能用于制备浆料并且不与固体电解质反应的高度非极性溶剂的缺点在于,硫化物类固体电解质的可分散性极差。为了改进可分散性,可以加入具有有机组分的分散剂,但是在干燥过程中活化的有机材料与硫化物类固体电解质反应,因此非常有可能破坏固体电解质的性质。在日本专利特开公开号2012-061258中公开了在电极活性材料的表面上涂覆固体电解质的方法,但是没有公开在固体电解质的表面上涂覆氧化物的方法。在韩国专利公开号10-2015-0018562中公开了一种结构,其中在电极活性材料的表面上形成导电材料和涂覆层。然而,没有公开在固体电解质上直接形成涂覆层从而抑制与极性溶剂的反应,除去极性溶剂,然后除去涂覆层。公开于
技术介绍
部分的上述信息仅仅旨在加深对本公开
技术介绍
的理解,因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本公开的主题是提供一种全固体电池的电极的制备方法,所述制备方法能够保证硫化物类固体电解质的化学稳定性并且制备全固体电池的电极同时维持硫化物类固体电解质的离子导电性。本公开的另一个主题是提供一种全固体电池的电极的制备方法,所述制备方法能够通过使用具有高分散性的极性溶剂从而保证电极浆料本身的稳定性。在一个方面,本公开提供一种全固体电池的电极的制备方法,所述方法包括:提供硫化物类固体电解质;通过在300℃至700℃下加热非金属氧化物从而在硫化物类固体电解质的表面上形成涂覆层;通过混合电极活性材料、具有涂覆层的硫化物类固体电解质和导电材料与极性溶剂从而形成电极浆料;将电极浆料浇铸在电极集电器的至少一个表面上;通过在100℃至300℃下加热浇铸的电极浆料从而除去极性溶剂;并且通过在300℃至700℃下加热除去了极性溶剂的电极浆料从而除去涂覆层。在优选的实施方案中,在形成涂覆层时,非金属氧化物可以具有300℃至700℃的沸点。在另一个优选的实施方案中,非金属氧化物可以是H3BO3或P2O5的至少一者。在又一个优选的实施方案中,可以在惰性气体气氛中进行涂覆层的形成。在又一个优选的实施方案中,在形成电极浆料时,极性溶剂可以包含异丙醇、乙腈和丙酮中的至少一者。在又一个优选的实施方案中,在形成电极浆料时,电极活性材料可以包括锂钴氧化物、磷酸铁锂、铝镍钴和镍钴锰中的至少一者。在又一个优选的实施方案中,在形成电极浆料时,导电材料可以包括石墨、球状碳材料和针状碳材料中的至少一者。在又一个优选的实施方案中,在浇铸电极浆料时,电极集电器可以包含铝、镍和不锈钢中的至少一者。根据本公开的实施方案的全固体电池的电极的制备方法,能够保证硫化物类固体电解质的化学稳定性并且制造全固体电池的电极同时维持硫化物类固体电解质的离子导电性。此外,通过使用具有高分散性的极性溶剂能够保证电极浆料本身的稳定性。下文讨论本公开的其它方面和优选实施方案。附图说明现在将参考说明附图的某些示例性实施方案详细描述本公开的上述和其它特征,所述附图在下文中仅用于说明,因此对本公开是非限制性的,其中:图1为包括根据本公开的实施方案的全固体电池的电极的硫化物类固体电解质的制备方法制备的电极的全固体电池的示意性横截面图;图2A为示意性显示根据本公开的实施方案的全固体电池的电极的制备方法的流程图;图2B为示意性显示提供根据本公开的实施方案的全固体电池的电极的制备方法中包括的硫化物类固体电解质的流程图;图3A至图3F为依次显示根据本公开的实施方案的全固体电池的电极的制备方法的示意性横截面图;图4A为显示容量值根据除去涂覆层的温度而变化的曲线;并且图4B为显示容量值根据涂覆层的涂覆量而变化的曲线。应当了解,附图不必按比例,显示了说明本公开的基本原理的各种优选特征的略微简化的画法。本文所公开的本公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体目标应用和使用的环境来确定。在这些图形中,贯穿附图的多幅图形,附图标记表示本公开的相同的或等同的部件。具体实施方式应当理解,此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆,例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车,包括各种舟艇、船舶的船只,航空器等等,并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的,混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆,例如汽油动力和电力动力两者的车辆。本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制本公开。正如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式,除非上下文另有清楚说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件,但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所使用的,术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中,除非明确地相反描述,术语“包括”和变化形式例如“包含”或“含有”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外,说明书中描述的术语“单元”、“-器”、“-件”和“模块”表示用于进行至少一种功能和操作的单元,并且可以通过硬件组件或软件组件及其组合实施。此外,本公开的控制逻辑可以体现为计算机可读媒介上的永久性计算机可读媒体,包括通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读媒介的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据储存设备。计算机可读媒介也可以分布在网络联接的计算机系统中使得计算机可读媒介以分布方式储存和执行,例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)。现在将详细引用本公开的各个实施方案,所述实施方案的实例被显示在附图中并在下文描述。虽然将结合示例性实施方案描述本公开,但是应当了解,本说明书并非要将本公开限制于那些示例性实施方案。相反,本公开旨在不但覆盖这些示例性具体实施方案,而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本公开的精神和范围之内的各种替换、修改、等效方式和其它具体实施方案。在描述每幅图时,相同的附图标记用于相同的组成元件。在附图中,为了使本专利技术清楚起见,结构的尺寸显示得比实际尺寸更大。例如第一、第二等术语可以用于描述各种组件并且组件不受术语的限制。所述术语仅用于区分一个组件与另一个组件。例如,第一组件可以被称为第二组件,相似地,第二组件可以被称为第一组件,而不偏离本专利技术的范围。除非上下文具有明确相反的含义,本文使用的单数表述包括复数表述。图1为根据本公开的实施方案的全固体电池的示意性横截面图。参考图1,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全固体电池的电极的制备方法,所述方法包括:提供硫化物类固体电解质;通过在300℃至700℃下加热非金属氧化物从而在硫化物类固体电解质的表面上形成涂覆层;通过混合电极活性材料、具有涂覆层的硫化物类固体电解质和导电材料与极性溶剂从而形成电极浆料;将电极浆料浇铸在电极集电器的至少一个表面上;通过在100℃至300℃下加热浇铸的电极浆料从而除去极性溶剂;并且通过在300℃至700℃下加热除去了极性溶剂的电极浆料从而除去涂覆层。

【技术特征摘要】
2017.10.13 KR 10-2017-01333331.一种全固体电池的电极的制备方法,所述方法包括:提供硫化物类固体电解质;通过在300℃至700℃下加热非金属氧化物从而在硫化物类固体电解质的表面上形成涂覆层;通过混合电极活性材料、具有涂覆层的硫化物类固体电解质和导电材料与极性溶剂从而形成电极浆料;将电极浆料浇铸在电极集电器的至少一个表面上;通过在100℃至300℃下加热浇铸的电极浆料从而除去极性溶剂;并且通过在300℃至700℃下加热除去了极性溶剂的电极浆料从而除去涂覆层。2.根据权利要求1所述的全固体电池的电极的制备方法,其中,在形成涂覆层时,非金属氧化物具有300℃至700℃的沸点。3.根据权利要求1所述的全固体电...

【专利技术属性】
技术研发人员:权五珉尹龙燮卢圣友崔善镐孙溱旿申东彧朴璨辉
申请(专利权)人:现代自动车株式会社起亚自动车株式会社汉阳大学校产学协力团
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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