本发明专利技术提供一种固态电池复合电极片及其制备方法。所述复合电极片包括：电极片，包括正极片或/和负极片；MOFs材料包覆层，其设置在电极片的两面。本发明专利技术通过在电解质与电极片的接触界面设置MOFs材料包覆层，利用MOFs材料中的多孔通道提高离子的迁移效率，同时由于MOFs材料均匀覆盖反应界面，可以使锂离子均匀还原在负极表面，从而避免锂枝晶的产生。从而避免锂枝晶的产生。
【技术实现步骤摘要】
固态电池复合电极片及其制备方法、包含其的固态电池
[0001]本专利技术属于固态电池
，具体涉及一种固态电池复合电极片及其制备方法，以及包含该复合电极片的固态电池及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着人们环保意识的逐渐提高，对于更加清洁环保、高效安全的能源需求越来越强烈。近年来，固态电池由于具有能量密度高、体积小、无溶剂、更加安全、柔化前景广阔等优势受到国内外研究者的广泛关注。
[0003]但固态电池也存在诸多技术问题，例如由于固态电解质电导率总体偏低，导致全固态电池的倍率性能低；内阻较大，高倍率放电时压降较大，无法实现快速充放电；其次，在电池工作中，固态电池仍然需要面对液态电池负极锂枝晶的产生问题。
[0004]金属有机骨架(MOFs)化合物是由金属离子与有机配体通过配位作用形成的多孔网状骨架结构材料。与传统的多孔材料相比，MOFs材料具有多样的组成与结构、较大的比表面积、孔隙率高，孔容可调控，孔表面易功能化等优点。为了提高电导率，现有技术公开了包含金属有机框架材料的复合固态电解质，如CN109935892A、CN110224174A、CN103633329B、CN108232318A、CN110911742A等，其所提供的技术方案虽然能够一定程度的提高电导率，但是至少存在以下问题：第一：所提供的可填充电解质较为单一，仅为聚合物电解质，限制了其他电解质的使用，并且按比例混合后，变相降低电解质的含量，导致固态电池容量发挥不充分；第二，MOFs材料作为添加剂存在，无法在电极片表面形成全面有效的包覆层结构，无法保证能够有效抑制锂枝晶的生长。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在至少一定程度地解决上述技术问题中的之一，为此，本专利技术提供一种固态电池复合极片及其制备方法，所述方法得到的复合极片既能够提高电导率，又能够有效抑制锂枝晶的生长。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供一种固态电池复合电极片，包括：
[0008]电极片，包括正极片或/和负极片；
[0009]MOFs材料包覆层，其设置在所述电极片的两面。
[0010]本专利技术通过在电解质与电极片的接触界面设置MOFs材料包覆层，利用MOFs材料中的多孔通道提高离子的迁移效率，同时由于MOFs材料均匀覆盖反应界面，可以使锂离子均匀还原在负极表面，从而避免锂枝晶的产生。
[0011]根据本专利技术提供的实施方式，所述MOFs材料包覆层的厚度为1-5μm，优选为1-2μm。如果包覆层太厚，则会增加离子传导的距离，导致离子无法及时穿透包覆层作用于电极片表面，影响产品性能。
[0012]所述MOFs材料主要包括PCNs系材料(金属有机多孔协调框架)以及MOF-n系材料
(金属有机框架)。其中，所述PCNs系材料包括：PCN-7、PCN-8、PCNP-9、PCN-11、PCN-13、PCN-14、PCN-222、PCN-223等；所述MOF-n系材料包括：MOF-1、MOF-2、MOF-3、MOF-5、MOF-75、MOF-199等。
[0013]根据本专利技术提供的实施方式，所述MOFs材料为PCN-7、PCN-8、PCNP-9、PCN-11、PCN-13、PCN-14、PCN-222、PCN-223、MOF-1、MOF-2、MOF-3、MOF-5、MOF-75、MOF-199中的至少之一。
[0014]另一方面，本专利技术提供上述固态电池复合电极片的制备方法，包括：
[0015]提供固态电池用电极片，包括正极片或\和负极片；
[0016]在电极片的两面形成MOFs材料包覆层。
[0017]根据本专利技术提供的实施方式，所述MOFs材料为PCN-7、PCN-8、PCNP-9、PCN-11、PCN-13、PCN-14、PCN-222、PCN-223、MOF-1、MOF-2、MOF-3、MOF-5、MOF-75、MOF-199中的至少之一。
[0018]根据本专利技术提供的实施方式，所述MOFs材料包覆层的厚度为1-5μm，优选为1-2μm。
[0019]本专利技术中，所述在电极片表面形成MOFs材料包覆层的方法无特别限制。例如可以通过物理气相沉积法、电镀法、转移式涂布法、原位表面生长法、凹版印刷涂覆法等任一种方法形成包覆层。
[0020]另一方面，本专利技术提供一种包含上述复合电极片的固态电池，具有优异的倍率性能和循环性能。
[0021]所述固态电池用电解质的类型无特别限制，可以为本领域任何通用的固态电解质。根据本专利技术提供的实施方式，所述电解质为有机聚合物电解质、氧化物电解质、硫化物电解质中的至少之一。
[0022]具体地，当所述电解质为有机聚合物电解质时，还包括锂盐；优选地，所述有机聚合物电解质为PEO及其衍生物；所述锂盐为LiBr、LiCl、LiI、LiSCN、LiBF4、LiCF3SO3、LiClO4、LiAsF6中的至少之一。
[0023]所述氧化物电解质可以为晶态，如钙钛矿型、NASICON型、LISICON型、石榴石型等；也可以为非晶态，如SiO2、B2O5、P2O5、Li2O、LiPON等，但不限于此，所列举的这些电解质可以单独使用也可以组合使用。
[0024]所述硫化物电解质可以列举Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li
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GeP2S
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等，但不限于此，所列举的这些电解质可以单独使用也可以组合使用。
[0025]另一方面，本专利技术还提供上述固态电池的制备方法，包括：
[0026](1)提供复合电极片，包括复合正极片和复合负极片；
[0027](2)将电解质分别与所述复合正极片和复合负极片进行单面复合，得到电解质/复合正极片和电解质/复合负极片；
[0028](3)将所述电解质/复合正极片、电解质/复合负极片进行组装，制备固态电池。
[0029]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
[0030]本专利技术通过在固态电池电极片制备工艺阶段，利用有机金属框架(MOFs)材料对固态电池的正、负极片进行表面处理，使正极片和负极片表面覆盖一层MOFs材料，然后将复合正极片和复合负极片与电解质进行单面复合，将得到的电解质/复合正极片和电解质/复合负极片封装制备成全固态电池，所述方法能够降低界面反应阻抗，提高固态电解质的离子电导率，并且能够在充电时，使锂离子在负极表面均匀还原而不产生锂枝晶，破坏SEI膜，提高固态电池的倍率性能和循环性能。
具体实施方式
[0031]除非另外说明，本专利技术所使用的所有科技术语具有与本专利技术所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本专利技术涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本专利技术。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本专利技术所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。
[0032]根据本专利技术提供的具体实施例，对固态电池的制备过程进行详细本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固态电池复合电极片，其特征在于，包括：电极片，包括正极片或/和负极片；MOFs材料包覆层，其设置在所述电极片的两面。2.根据权利要求1所述的固态电池复合电极片，其特征在于，所述MOFs材料包覆层的厚度为1-5μm。3.根据权利要求1所述的固态电池复合电极片，其特征在于，所述MOFs材料为PCN-7、PCN-8、PCNP-9、PCN-11、PCN-13、PCN-14、PCN-222、PCN-223、MOF-1、MOF-2、MOF-3、MOF-5、MOF-75、MOF-199中的至少之一。4.权利要求1-3任一项所述的固态电池复合电极片的制备方法，其特征在于，包括：提供固态电池用电极片，包括正极片或\和负极片；在电极片的两面形成MOFs材料包覆层。5.根据权利要求4所述的固态电池复合电极片的制备方法，其特征在于，所述形成MOFs材料包覆层的方法为物理气相沉积法、电镀法、转移式涂布法、原位表面生长法、凹版印刷涂覆法中的任一种。6.一种固态电池，其特征在于，包含权利要求1-3任一项所述的复合电极片或权利要求4-5任一项制备方法得到的复合电极片。7.根据权利要求6所述的固态电池，其特征在于，其所用...
【专利技术属性】
技术研发人员：慈祥云，郭德超，郭义敏，张啟文，韩莉珺，何凤荣，
申请(专利权)人：东莞东阳光科研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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