一种具有多孔梯度结构的全固态锂离子电池及其制备方法技术

本申请涉及一种具有多孔梯度结构的全固态锂离子电池及其制备方法。所述全固态锂离子电池，包括：具有复合正极材料层的正极极片、具有复合负极材料层的负极极片和位于所述正极极片和所述负极极片之间的固态电解质，其特征在于：所述复合正极材料层具有微孔，且微孔的孔隙率在背离正极集流体的垂直方向上递减；和所述复合负极材料层具有微孔，且微孔的孔隙率在背离负极集流体的垂直方向上递减，其中，所述微孔至少部分被固态电解质填充。通过多孔梯度结构的电极结构设计有效地降低了固体电解质与电极材料的界面阻抗，同时确保了电池中固态电解质与正负极中的活性物质形成有效并可控的接触面积，因此具有高的倍率性能和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多孔梯度结构的全固态锂离子电池及其制备方法
本专利技术涉及全固态电池领域，尤其涉及一种具有多孔梯度结构的全固态锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
固态锂离子电池主要是采用固体电解质材料代替传统锂离子电池中电解液及隔膜的作用，这不仅简化了电池结构，同时由于固体电解质材料的不可燃性等性能，提高了锂离子电池的安全性，同时避免了电解液泄露等安全问题。因此，固态锂离子电池具有广阔的应用前景。然而，当前固态锂离子电池的商业化应用仍然面临诸多难点，比如固体电解质与电极材料具有高的界面阻抗、固体电解质材料的加工性能仍需要改善、简单可行的大规模生产工艺还需要不断完善等。为了将固态锂离子电池做到批量化生产，选择合适的工艺将固体电解质材料做成浆料以及通过正负极结构的设计来优化固体电解质与电极材料的界面阻抗至关重要。中国专利申请201110344937.7公开了一种全固态电池，该电池采用了一种梯度结构，该电池的正极(负极)含有正极(负极)活性材料与固体电解质的体积比呈梯度，呈现出：靠近正极(负极)集流体侧的正极(负极)活性材料与固体电解质的体积比较高，靠近固体电解质层的正极(负极)活性材料与固体电解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全固态锂离子电池，包括：具有复合正极材料层的正极极片、具有复合负极材料层的负极极片和位于所述正极极片和所述负极极片之间的固态电解质，其特征在于：所述复合正极材料层具有微孔，且微孔的孔隙率在背离正极集流体的垂直方向上递减；和所述复合负极材料层具有微孔，且微孔的孔隙率在背离负极集流体的垂直方向上递减，其中，所述微孔至少部分被固态电解质填充。

【技术特征摘要】
1.一种全固态锂离子电池，包括：具有复合正极材料层的正极极片、具有复合负极材料层的负极极片和位于所述正极极片和所述负极极片之间的固态电解质，其特征在于：所述复合正极材料层具有微孔，且微孔的孔隙率在背离正极集流体的垂直方向上递减；和所述复合负极材料层具有微孔，且微孔的孔隙率在背离负极集流体的垂直方向上递减，其中，所述微孔至少部分被固态电解质填充。2.根据权利要求1所述的全固态锂离子电池，其中，所述微孔的总孔隙率为5％～20％，所述微孔的孔径为5～15μm。3.根据权利要求1或2所述的全固态锂离子电池，其中，所述固态电解质在所述复合正极材料层和所述复合负极材料层中呈网状分布。4.根据权利要求1～3中任一项所述的全固态锂离子电池，其中，所述微孔由含量呈梯度分布的造孔剂形成，基于所述复合正极材料层的总质量，所述造孔剂在所述复合正极材料层中的总量为2～10wt％，且基于所述复合负极材料层的总质量，所述造孔剂在所述复合负极材料层中的总量为2～10wt％。5.根据权利要求4所述的全固态锂离子电池，其中，所述造孔剂选自聚甲基丙烯酸甲酯微球(PMMA)、淀粉、碳粉、碳酸氢铵、PS微球中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的固态锂离子电池，其中，所述造孔剂的粒径为5～15μm。7.根据前述权利要求中任一项所述的全固态锂离子电池，其中，所述复合正极材料层由m层亚层构成，其中，第i层亚层中微孔的孔隙率由与正极集流体相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳敦杰，杨斯涛，李俊楠，
申请(专利权)人：中兴高能技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42