一种无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法技术

本发明专利技术公开了一种无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法，属于全固态电池技术领域，该设计方法包括：首先将正极活性材料和无机电解质材料按设定比例进行球磨混合，并配置成不同比例的过渡层浆料；然后将这些不同比例的过渡层浆料按梯度顺序涂覆于正极表面；最后将涂覆有梯度过渡层的正极片与无机固态电解质片紧密贴合在一起，梯度过渡层介于正极片与无机固态电解质之间。本发明专利技术通过在正极与无机电解质间引入梯度过渡层，减少了正极与无机电解质间因颗粒微观尺寸和微观结构差异造成的间隙和晶界等问题，并且梯度过渡层的存在为锂离子的传输提供了有效通路，进一步降低了离子的界面传输阻力，提高了全固态电池的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法
本专利技术属于全固态电池
，涉及一种提高无机固态电解质与正极界面相容性的设计方法，具体涉及一种无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法。
技术介绍
近年来，随着便携式消费电子产品和电动汽车的发展，对能量密度高、循环稳定性好、工作电压高、可快速充放电的锂离子电池(LIBs)的需求越来越大。然而，传统的锂离子电池采用的是液态电解质，其中含有大量易燃易爆的有机溶剂，在电池运行过程中存在泄漏、燃烧、爆炸的安全隐患，同时传统隔膜易被锂枝晶刺破，从而造成电池内部短路产生大量热量，引发灾难性事故的发生。固态电解质由于不含任何有机液体，具有不可燃、无腐蚀、热和电化学稳定好等优点，同时其高的剪切模量可以有效抑制锂枝晶的生长。因此，采用固态电解质代替有机液体电解质可以从根本上解决传统锂电池的安全性问题，也使高能量密度锂负极和高压正极的应用成为可能。目前，固态电解质大致分为三大类：聚合物固态电解质、无机固态电解质和复合固态电解质。其中，后两者普遍存在室温电导率低的问题，且仍未找到切实有效的解决方案。无机固态电解质以其高的锂离子迁移数、高的离子电导率、优异的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将正极活性材料和无机电解质材料按设定比例进行混合，球磨处理后，得到一系列不同比例的过渡层粉体材料；S2、将不同比例的过渡层粉体材料、导电剂、粘结剂和分散剂研磨，混合均匀，得到一系列不同比例的过渡层浆料；S3、将不同比例的过渡层浆料按照正极材料含量由高到低进行梯度排序，依次涂覆于正极表面，经干燥、辊压、裁切，得到涂覆梯度过渡层的正极片；S4、将涂覆梯度过渡层的正极片与无机固态电解质片紧密贴合在一起，与处理好的负极片一起组装成全固态电池。

【技术特征摘要】
1.一种无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将正极活性材料和无机电解质材料按设定比例进行混合，球磨处理后，得到一系列不同比例的过渡层粉体材料；S2、将不同比例的过渡层粉体材料、导电剂、粘结剂和分散剂研磨，混合均匀，得到一系列不同比例的过渡层浆料；S3、将不同比例的过渡层浆料按照正极材料含量由高到低进行梯度排序，依次涂覆于正极表面，经干燥、辊压、裁切，得到涂覆梯度过渡层的正极片；S4、将涂覆梯度过渡层的正极片与无机固态电解质片紧密贴合在一起，与处理好的负极片一起组装成全固态电池。2.根据权利要求1所述无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法，其特征在于，步骤S1所述正极活性材料为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、有机硫化物材料和硫-碳复合材料中的一种或几种。3.根据权利要求1所述无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法，其特征在于，步骤S1所述无机电解质材料为NASICON型、钙钛矿型、反钙钛矿型、Garnet型氧化物固态电解质，以及晶态、玻璃陶瓷硫化物固态电解质中的一种或几种。4.根据权利要求1所述无机固态电解质与正极间的过渡层设计方法，其特征在于，步骤S1所述过渡层粉体材料中正极活性材料的质量百分数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪涛，苑红艳，栾井依，张健，吴宇峰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43