一种固体电极及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种固体电极及其制备方法与应用。所述固体电极包括：活性材料颗粒、导电添加剂、聚离子液体基固态电解质和集流体，其中，所述导电添加剂、聚离子液体基固态电解质均匀致密地包覆于所述活性材料颗粒表面，所述聚离子液体基固态电解质为至少具有一个反应型活性基团的离子液体单体与至少具有一个反应型活性基团的聚合物单体经原位聚合反应得到的共聚物电解质。本发明专利技术的固体电极不含离子液体增塑剂，大大减小了增塑剂带来的各种问题，其固体电极结构有利于降低固体电极内部活性颗粒之间的界面阻抗、提高颗粒间的离子传导，并且含有该固体电极的全固态电池在25℃下可获得更高的比容量、更低的内阻和更好的倍率性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种固体电极及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种固体电极及其制备方法，尤其涉及一种内部构建有效离子传输的固体电极及其制备方法，以及其在固态电池中的应用，属于固体电极


技术介绍

[0002]固态电池是一种使用固体电极和固态电解质的电池，存在不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液等优点，与使用有机电解液的商业锂电池相比，具有更高的安全性。另外，固态电池可以实现更轻的质量、更小的体积、更好的柔韧性和更高的能量密度等，成为下一代新能源汽车动力电池的理想对象，也为军用电池产品提供了更多的选择。
[0003]在固态电池中，固态电解质不能像液态电解质那样自由地扩散，一方面固体电极/固态电解质界面存在难以充分接触造成离子在固体电极/固态电解质界面处传导非常困难；另一方面，疏松多孔的电极结构导致在电极内部离子在活性材料颗粒间的移动也变得非常困难，这些界面间更易形成更高的接触电阻，这些都造成全固态锂离子电池内阻急剧增大、电池循环性能变差，这种多孔结构的固体电极已经不适用于固态电池体系。
[0004]目前针对固体电极/固态电解质界面问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体电极，其特征在于包括：活性材料颗粒、导电添加剂、聚离子液体基固态电解质和集流体，其中，所述导电添加剂、聚离子液体基固态电解质均匀致密地包覆于所述活性材料颗粒表面，所述聚离子液体基固态电解质为至少具有一个反应型活性基团的离子液体单体与至少具有一个反应型活性基团的聚合物单体经原位聚合反应得到的共聚物电解质。2.根据权利要求1所述的固体电极，其特征在于：所述固体电极的孔隙率为0～20％，优选为3～20％，尤其优选为5～15％；和/或，所述固体电极中活性材料颗粒的含量为70～95wt％，导电添加剂的含量为3～10wt％，聚离子液体基固态电解质的含量为1～10wt％；优选的，所述固体电极还包括粘结剂，所述固体电极中粘结剂的含量为0～10wt％。3.根据权利要求1所述的固体电极，其特征在于：所述聚离子液体基固态电解质中离子液体单体形成的聚合物的含量为50～95wt％，聚合物单体形成的聚合物的含量为0～40wt％，锂盐含量为5～40wt％；和/或，所述聚离子液体基固态电解质的数均分子量为10000～200000，优选为10000～100000。4.根据权利要求1所述的固体电极，其特征在于：所述离子液体单体为阳离子离子液体和/或阴离子离子液体，优选包括咪唑类离子液体、吡咯类离子液体、吡啶类离子液体、哌啶类离子液体中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述反应型活性基团包括乙烯基、烯丙基、环氧丙基、胺基、羟基中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述聚合物单体包含有柔性链段；优选的，所述聚合物单体包括至少具有一个反应型活性基团的丙烯酸酯类单体、丙烯腈单体、氧化乙烯单体中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述反应型活性基团包括乙烯基、烯丙基、环氧丙基、胺基、羟基中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述锂盐包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂中的任意一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1所述的固体电极，其特征在于：所述活性材料颗粒包括正极活性材料颗粒或负极活性材料颗粒；优选的，所述正极活性材料颗粒包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述负极活性材料颗粒包括石墨、硬碳、软碳、钛酸锂、硅/碳材料、硅/氧化硅材料中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述导电添加剂包括导电炭黑、SUPER-P、KS-6、碳纳米管、石墨烯、碳纤维VGCF中的任意一种或者两种以上的组合；和/或，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晶晶，吴晓东，张凤蕊，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：