【技术实现步骤摘要】
一种硫化物全固态电池正极材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于锂离子电池
,具体涉及一种硫化物全固态电池正极材料及其制备方法和应用
。
技术介绍
[0002]随着新能源汽车的大力发展,锂离子电池的需求也日渐提升,锂离子电池有由正极
、
负极
、
电解质三个部分组成,而正极做为锂离子电池最为关键的组成部分之一受到了广大科研人员的关注和探索,湿法涂布是目前制备正极极片最常用的方法之一,在湿法涂布后,需进行高温烘干除去溶剂,导致能耗过大
、
成本较高,且电池溶剂基本采用的是
N
‑
甲基吡咯烷酮
(NMP)
,在烘干过程中
NMP
的挥发外溢会对环境造成污染,所以需小心回收优进一步增加正极制备的难度和生产成本
。
相对湿法涂布来说,干法极片技术是直接将混和好的正极材料进行辊压成片然后与集流体进行复合,全过程无需使用有机溶剂,很大程度上减少了正极极片制备的难度和生产成本
。
此外,相对于液态电池,全固态电池体系中不使用任何液体物质,但为了实现锂离子传输,需在正极极片中加入高离子电导率
、
高离子迁移数的固态电池材料
。
[0003]全固态电池中干法极片制备的过程为:将固态电解质材料与正极材料进行混合后进行辊压成片后在与集流体进行复合
。
硫化物具有高离子电导率
、
质地较软,常被用于干法极片中的固态电解 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种硫化物全固态电池正极材料,其特征在于,所述硫化物全固态电池正极材料包括正极活性物质和复合硫化物固态电解质;所述复合硫化物固态电解质包括硫化物固态电解质基体,以及包覆在所述硫化物固态电解质基体表面的金属氟化物层
。2.
根据权利要求1所述的硫化物全固态电池正极材料,其特征在于,所述正极活性物质和所述复合硫化物固态电解质的质量比为
(5
‑
8):(5
‑
2)
;优选地,所述金属氟化物层的厚度为2‑
5nm。3.
根据权利要求1或2所述的硫化物全固态电池正极材料,其特征在于,所述硫化物固态电解质基体包括
Li7P3S
11
、
β
‑
Li3PS4、Li6PS5Cl、Li6PS5Br、Li7P2S8I、Li4PS4I、Li6PS5Cl
x
Br1‑
x
、Li6PS5Cl
y
I1‑
y
或
Li6PS5Br
z
I1‑
z
中的任意一种或至少两种的组合,其中
0≤x≤1
,
0≤y≤1
,
0≤z≤1
;优选地,所述金属氟化物层的材料包括氟化亚铁
、
氟化钴
、
氟化锰或氟化镍中的任意一种或至少两种的组合
。4.
一种如权利要求1‑3任一项所述的硫化物全固态电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)
将金属氟化物和硫化物固态电解质基体混合,进行烧结,得到复合硫化物固态电解质;
(2)
将所述复合硫化物固态电解质和正极活性物质混合,得到所述硫化物全固态电池正极材料
。5.
根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤
(1)
所述混合的方式包括球磨;优选地,所述球磨的速率为
300
‑
500rpm
,时间为
20
‑
40min
;优选地,步骤
(1)
所述烧结的温度为
150
‑
250℃
;优选地,步骤
(1)
所述烧结的时间为1‑
3h
;优选地,以硫化物固态电解质基体的质量为基准,步骤
(1)
所述金属氟化物的质量含量为
0.1
‑
1wt.
%
。6.
根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于,步骤
(1)
所述金属氟化物的制备步骤包括:
(a)
将金属氧化物和还原性气体混合,进行还原反应,得到金属单质;
(b)
将所述金属单质和含氟气体混合,进行氟化反应,得到金属氟化物;优选地,步骤
(a)
所述金属氧化物包括
Fe2O3、CoO、MnO2或
NiO2中的任意一种或至少两种的组合;优选地,步骤
(a)
所述还原性气体包括氢气
、
一氧化碳
、
硫化氢或甲烷中的任意一种或至少两种...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑传佐,陈少杰,刘景超,张琪,
申请(专利权)人:蜂巢能源科技无锡有限公司,
类型:发明
国别省市:
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