固态电池及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了固态电池及其制备方法和应用。固态电池包括正极片、固态硫化物电解质层和负极片，所述正极片包括正极复合材料、固态硫化物电解质和导电剂，所述正极复合材料包括正极材料和形成在所述正极材料表面的LATP包覆层；所述固态硫化物电解质层设在所述正极片和所述负极片之间。其中，所述LATP包覆层是以所述正极材料表面残存的锂盐作为导向剂和锂源，诱导锂源、铝源、钛源和磷源通过原位合成法得到的。该固态电池在室温及高温下(70℃)均具有较好的倍率性能及循环性能。

【技术实现步骤摘要】
固态电池及其制备方法和应用
本专利技术属于锂电池领域，具体而言，涉及固态电池及其制备方法和应用。
技术介绍
固态锂电池由于具有较高能量密度和出色的安全性能，被广泛认为是下一代各种储能设备有前途的发展方向。然而，电极片和固态电解质之间的界面问题仍然是阻碍固态锂电池产业化发展以及商业化应用的关键。对于典型的固态锂电池来说，最常见且最让人头疼的问题是如何实现和保持紧密的固-固相的界面接触。同时，不同类型的固态电解质也会出现不同的问题，这取决于相邻固态组分的固有性质。固态硫化物电解质是一种固态电解质，即以硫代替氧的氧化物电解质。由于S的电负性小于O，与Li+的结合能较低，Li+可以更自由地运动。在所有固态电解质中，固态硫化物电解质的锂离子电导率最高；此外，固态硫化物电解质的另一个引人注目的特点是其力学性能，这些材料在机械压力下表现出塑性变形的特性，这种柔软性使制备紧实的界面成为可能。近年来，固态硫化物电解质的研究重点是具有良好的锂离子导电性、电化学稳定性和力学性能的LPSCL体系。由于氧化物正极和固态硫化物电解质之间的Li+化学电势差，Li+可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态电池，其特征在于，包括：/n正极片，所述正极片包括正极复合材料、固态硫化物电解质和导电剂，所述正极复合材料包括正极材料和形成在所述正极材料表面的LATP包覆层；/n固态硫化物电解质层；/n负极片，所述固态硫化物电解质层设在所述正极片和所述负极片之间，/n其中，所述LATP包覆层是以所述正极材料表面残存的锂盐作为导向剂和锂源，诱导锂源、铝源、钛源和磷源通过原位合成法得到的。/n

【技术特征摘要】
1.一种固态电池，其特征在于，包括：
正极片，所述正极片包括正极复合材料、固态硫化物电解质和导电剂，所述正极复合材料包括正极材料和形成在所述正极材料表面的LATP包覆层；
固态硫化物电解质层；
负极片，所述固态硫化物电解质层设在所述正极片和所述负极片之间，
其中，所述LATP包覆层是以所述正极材料表面残存的锂盐作为导向剂和锂源，诱导锂源、铝源、钛源和磷源通过原位合成法得到的。


2.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述LATP包覆层的含量为所述正极材料的0.01～15wt％，
任选地，所述LATP包覆层的厚度为1nm～5μm，优选30～80nm，
任选地，所述LATP包覆层包括选自Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3、Li3PO4、LiH2PO4、LiTi2(PO4)3和LiPO3中的至少一种，
任选地，所述LATP为Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3，
任选地，所述正极材料包括AaMbOy，其中，0<a≤6、0<b≤4、2≤y≤5，A为包括锂的碱金属元素，M为选自过渡金属元素钛、钒、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、钯、铂、铜、银、金、锌、镉和铜中的至少一种和/或选自镁、钙、硼、钡、铝和硼中的至少一种，
任选地，所述正极材料包括选自LixMn2O4、LixMnO2、LixCoO2、LixV3O8、LixNiO2、LixNiyCozO2、LixNiyMnzO2和LixCoyMnzO2中的至少一种和/或选自V2O5、V5S8、TiS2、V2S5、NbSe3和MoS2中的至少一种，其中，0.1<x≤2、0<y≤2、0<z≤2、0.5<y+z≤2，
任选地，所述正极材料为高镍镍钴锰三元正极材料。


3.根据权利要求1或2所述的固态电池，其特征在于，所述固态硫化物电解质层包括LikPmSnClαBrβIγ和/或选自Li7P3S11、Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3、Li10SnP2S12、Li6PS5Cl、Li2S-P2S5、Li3PS4、75Li2S-25P2S5、90Li3PS4-10ZnO、9Li2S-3P2S5-1Ni3S2、60Li2S-25P2S5-10Li3N、78Li2S-22P2S5、80(0.7Li2S-0.3P2S5)-20LiI、99(70Li2S-30P2S5)-1Li2ZrO3、Li7P2.9S10.85Mo0.01、Li7P2.9S10.85Mo0.01、70Li2S-29P2S5-1Li3PO4、70Li2S-29P2S5-1P2S3、90(0.7Li2S-0.3P2S5)-10LiBr、75Li2S-23P2S5-2P2Se5、95(0.8Li2S-0.2P2S5)-5LiI、Li10.35[Sn0.27Si1.08]P1.65S12、Li10GeP2S12和Li11AlP2S12中的至少一种，其中，所述LikPmSnClαBrβIγ中：5<k≤6、0.5<m≤1.5、4<n≤6、0<α<1、0≤β<1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉杰什·麦加，李红朝，周龙捷，朱金鑫，普拉杰什·PP，马忠龙，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32