固态电池制造技术

本申请涉及固态电池技术领域，其提出一种固态电池

【技术实现步骤摘要】
固态电池、正极片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及固态电池
，尤其是涉及一种固态电池
、
正极片及其制备方法
。

技术介绍

[0002]传统锂离子电池面临着越来越多的安全性问题，易挥发易燃易爆的有机电解液是引起锂离子电池安全问题的主要因素
。
固态电池作为下一代的锂电池技术，在继承传统锂电池的优点基础上，具有安全性好和能量密度高等突出优势
。
[0003]固态电池与传统锂电池的重要区别是：固态电池采用固态电解质来替代传统锂电池的电解液
。
然而，固态电解质是一种固相材料，相比于液态的电解液，固态电解质的浸润性极差，致使固态电解质颗粒无法与正极活性材料颗粒紧密接触，通过接触面进行扩散的锂离子也就缺少充足的扩散通道
。
[0004]为了缓解上述问题，目前采用降低固态电解质颗粒粒径的方式，增加固态电解质与正极活性物质颗粒的接触面积
。
但在固态电解质降粒径的过程中，固态电解质颗粒出现“破碎”，“裂纹”等缺陷，这些缺陷导致固态电解质自身离子导电率下降，锂离子在固态电解质中的扩散效率极大降低，最终影响到固态电池的电化学性能
。
另一方面，固态电池循环过程中由于正极片体积的频繁变化，致使正极活性材料颗粒和固态电解质颗粒的位置频繁发生变化，加剧正极活性材料颗粒与固态电解质颗粒的接触失效现象，从而降低锂离子在固态电解质中的扩散效率，降低固态电池的电化学性能
。
[0005]综上所述，有必要提供一种可以提高固态电池的电化学性能技术方案
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出一种固态电池
、
正极片及其制备方法，其一方面可以提高固态电池的电化学性能，另一方面可延缓固态电池容量衰减
。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供一种正极片，包括集流体以及设于集流体的正极活性物质；正极活性物质包括导电混合物和离子导电介质，导电混合物的材料颗粒之间形成间隙，离子导电介质填充间隙；其中，离子导电介质为包含有锂盐和丁二腈的热塑性复合物
。
[0009]在一实施方式中，离子导电介质在正极活性物质中的占比范围为
0.4
％－7％
。
[0010]在一实施方式中，锂盐在离子导电介质中的占比范围为
25
％－
66.6
％
。
[0011]在一实施方式中，导电混合物包括正极活性材料
、
固态电解质
、
导电剂以及粘结剂
。
[0012]在一实施方式中，正极活性材料包括氧化锂钴
、
正交锰酸锂
、
磷酸铁锂
、
镍钴锰三元材料以及镍钴铝三元材料之中的一者或多者；
[0013]正极活性材料的形状为粒状，或者为棒状，或者为片状；当正极活性材料的形状为粒状时，正极活性材料的粒径为
D1
，
10nm≤D1≤20
μ
m。
[0014]在一实施方式中，导电剂包括导电炭黑
、
乙炔黑
、
科琴黑
、
碳纳米纤维以及碳纳米
管之中的一者或多者；
[0015]导电剂的形状为粒状，或者为棒状，或者为片状；当导电剂的形状为粒状时，导电剂的粒径为
D2
，
10nm≤D2≤2
μ
m。
[0016]另一方面，本专利技术提供一种用以制备上述的正极片的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1
：往第一溶剂中加入正极活性材料
、
固态电解质
、
粘结剂以及导电剂，经搅拌后获得导电混合物的浆料
A
；
[0018]S2
：往第二溶剂中加入锂盐和丁二腈，经搅拌后获得离子导电介质的浆料
B
；
[0019]S3
：混合浆料
A
和浆料
B
，经搅拌后得到正极活性物质的浆料
C
；
[0020]S4
：将浆料
C
均匀涂覆在集流体上，烘干第一溶剂和第二溶剂后，获得正极片
。
[0021]在一实施方式中，在步骤
S1
中，对搅拌的环境进行干燥处理；在步骤
S2
中，对搅拌的环境进行干燥处理；在步骤
S3
中，对搅拌的环境进行干燥处理；在步骤
S4
中，对烘干的环境进行干燥处理
。
[0022]进一步的，在步骤
S1
中，使搅拌的环境的露点温度小于－
40℃
；在步骤
S2
中，使搅拌的环境的露点温度小于－
40℃
；在步骤
S3
中，使搅拌的环境的露点温度小于－
40℃
；在步骤
S4
中，使搅拌的环境的露点温度小于－
40℃
，或者使搅拌的环境为氩气环境
。
[0023]另一方面，本专利技术提供一种固态电池，包括负极片
、
固态电解质膜以及上述的正极片；负极片与正极片设有正极活性物质的一侧相对；固态电解质膜设于负极片与正极片之间，并且固态电解质膜的相对两侧分别抵接负极片和正极活性物质
。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]本申请中，正极活性物质包括导电混合物和离子导电介质，导电混合物的材料颗粒之间形成间隙，采用离子导电介质填充间隙，使导电混合物的材料颗粒与离子导电介质紧密接触，锂离子可以沿着导电混合物的材料颗粒以及离子导电介质进行扩散，其扩散效率较高，从而有利于提高固态电池的电化学性能
。
[0026]此外，离子导电介质为包含有锂盐和丁二腈的热塑性复合物，通过加热离子导电介质，使固态的离子导电介质变为液态，液态的离子导电介质的流动性较好，其可以重新填充导电混合物的材料颗粒之间的间隙，在液态的离子导电介质冷却成固态的离子导电介质之后，即可以重构正极活性物质内部的结构，使离子导电介质可以紧密接触导电混合物的材料颗粒，使锂离子可以沿着导电混合物的材料颗粒以及离子导电介质进行扩散，扩散效率较高，降低正极活性物质的阻抗，进而大幅度地恢复固态电池的电化学性能
。
附图说明
[0027]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但不应构成对本专利技术的限制
。
在附图中，
[0028]图1为本专利技术的正极片和负极片的结构示意图
。
[0029]附图标注说明：
[0030]10、
正极片；
11、
集流体；
12、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种正极片，包括集流体
(11)
以及设于所述集流体
(11)
的正极活性物质；所述正极活性物质包括导电混合物
(12)
和离子导电介质
(13)
，所述导电混合物
(12)
的材料颗粒之间形成间隙，其特征在于：所述离子导电介质
(13)
填充所述间隙；其中，所述离子导电介质
(13)
为包含有锂盐和丁二腈的热塑性复合物
。2.
如权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述离子导电介质
(13)
在所述正极活性物质中的占比范围为
0.4
％－7％
。3.
如权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述锂盐在所述离子导电介质
(13)
中的占比范围为
25
％－
66.6
％
。4.
如权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述导电混合物
(12)
包括正极活性材料
(121)、
固态电解质
(122)、
导电剂
(123)
以及粘结剂
。5.
如权利要求4所述的正极片，其特征在于，所述正极活性材料
(121)
包括氧化锂钴
、
正交锰酸锂
、
磷酸铁锂
、
镍钴锰三元材料以及镍钴铝三元材料之中的一者或多者；所述正极活性材料
(121)
的形状为粒状，或者为棒状，或者为片状；当所述正极活性材料
(121)
的形状为粒状时，所述正极活性材料
(121)
的粒径为
D1
，
10nm≤D1≤20
μ
m。6.
如权利要求4所述的正极片，其特征在于，所述导电剂
(123)
包括导电炭黑
、
乙炔黑
、
科琴黑
、
碳纳米纤维以及碳纳米管之中的一者或多者；所述导电剂
(123)
的形状为粒状，或者为棒状，或者为片状；当所述导电剂
(123)
的形状为粒状时，所述导电剂
(123)
的粒径为
D2
，
10nm≤D2≤2
μ
m。7.
一种用以制备如权利要求1－...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔忠慧，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：