一种固态电解质层两侧表面差异化改性方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种固态电解质层两侧表面差异化改性方法及装置，本发明专利技术的方法在不同温度和不同氧气体积分数条件下利用氩气－氧气混合气对固态电解质层上下表面分别进行微氧氛围预处理，电解质层上下表面的差异化改性，从而满足全固态锂电池正、负极界面的不同性能需求。本发明专利技术的装置通过使用温度控制器控制固态电解质层的表面温度，在一定温度基础上调控温度，与此同时，通过使用两级或多级气体混合方法和气体循环泵控制电解质层表面处的氧气浓度，实现对电解质层上下表面在不同温度和氧气浓度条件下进行改性预处理，在保持较好的电化学稳定性的同时，最大限度地减小了氧对离子导电的不利影响，从而提高了固态电解质层应用到全固态锂电池后的性能。到全固态锂电池后的性能。到全固态锂电池后的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种固态电解质层两侧表面差异化改性方法及装置


[0001]本专利技术涉及全固态锂电池制备
，尤其涉及一种固态电解质层两侧表面差异化改性方法及装置。

技术介绍

[0002]全固态锂电池采用不可燃的固态电解质，从根本上解决了传统液态锂电池的有机电解液和隔膜带来的电池起火问题，并且具有更高的能量密度和更长的使用寿命，有望成为下一代动力能源发展的关键技术。硫化物固态电解质因其离子电导率与液态电解质相近甚至超过了液态电解质，与其他种类的固态电解质相比离子电导率高出了一个量级，并且因其较为紧实的界面接触和易于制备的特点，是具有良好前景的固态电解质之一。然而，硫化物固态电解质应用在全固态锂电池上仍然存在较为严重的界面问题。
[0003]界面问题是全固态锂电池发展的关键问题，以硫化物固态电解质为例，界面问题主要包括：电极界面处由于化学反应产生界面层导致较高的阻抗、正极界面处由于氧元素和硫元素电负性差异形成的空间电荷层导致较大的界面电阻、负极界面处由于充电过程中的锂金属不均匀沉积形成的锂枝晶导致电池短路失效等。
[0004]已有研究表明，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态电解质层两侧表面差异化改性方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备氧气体积分数在10％以下的氩气－氧气混合气；(2)在450℃－600℃温度下，利用不同氧气体积分数的所述氩气－氧气混合气分别对固态电解质层的正极界面和负极界面进行处理，且对所述固态电解质层的所述正极界面进行处理时的温度不同于对所述固态电解质层的所述负极界面进行处理时的温度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述固态电解质层的所述正极界面进行处理时的温度低于对所述固态电解质层的所述负极界面进行处理时的温度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述固态电解质层的所述正极界面进行处理时的所述氩气－氧气混合气中氧气的体积分数低于对所述固态电解质层的所述负极界面进行处理时的所述氩气－氧气混合气中氧气的体积分数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述固态电解质层的所述正极界面进行处理时，所述正极界面处通入所述氩气－氧气混合气，所述负极界面处通入氩气，保持所述正极界面处压力与所述负极界面处压力均不变，且所述正极界面处压力低于所述负极界面处压力；对所述固态电解质层的所述负极界面进行处理时，所述负极界面通入所述氩气－氧气混合气，所述正极界面处通入氩气，保持所述正极界面处压力与所述负极界面处压力均不变，且所述负极界面处压力低于所述正极界面处压力。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氩气－氧气混合气通过两级或多级气体混合方法制备。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固态电解质层由固态电解质粉末压制成型。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固态电解质层为硫化物固态电解质层。8.一种固态电解质层两侧表面差异化改性装置，其特征在于，适用于如权利要求1
‑
7任一所述的方法，包括：气氛调控模块，所述气氛调控模块用于制备所述氩气－氧气混合气，并控制所述氩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，韦盛富，罗舒婷，樊傲然，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：