【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料，尤其涉及一种固态电芯及其制备方法与固态电池。
技术介绍
1、硫化物电解质由于其高离子电导率、良好的力学性能以及合成容易的优点，被认为是最具应用潜力的全固态锂离子电池的固态电解质之一。然而，硫化物电解质的电化学窗口较窄，在匹配到层状氧化物正极时，在硫化物电解质与正极活性物质的接触界面处被还原，生成正极电解质界面层，该界面层会显著增加电芯内阻，降低电芯的循环性能。
2、卤化物电解质粒径小，通过卤化物电解质粉末与粘结剂简单混合无法制备薄且力学性能好的电解质层，同时粘结剂的大量存在会极大地影响卤化物电解质层的离子导电率，降低卤化物电解质层的电化学性能，进而影响整个电芯的内阻。
3、因此，现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种固态电芯及其制备方法与固态电池，旨在解决现有技术中硫化物电解质在固态电芯中易被还原进而导致固态电芯内阻增加的问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种固态电芯，包括：复合正极层，所述复合正极层的材料包括导离子材料；与所述复合正极层一侧连接的卤化物电解质层；与所述卤化物电解质层背离所述复合正极层一侧连接的硫化物电解质层；与所述硫化物电解质层背离所述卤化物电解质层一侧连接的负极层；其中，所述导离子材料包括卤化物电解质、硫化物电解质中的至少一种。
4、可选地，所述卤化物电解质的化学式为liambxc，其
5、可选地，所述硫化物电解质包括化合物li6-ips5-iq1+i、化合物li10cgp2s12、化合物(100-x)li2s-xp2s5中的至少一种；其中，1≤i≤2，10≤x≤50；所述q包括f、cl、br、i中的至少一种元素；所述cg包括si、ge、sn中的至少一种元素。
6、可选地，所述复合正极层的材料包括正极活性物质、导电剂和第一粘结剂；所述正极活性物质、所述导离子材料、所述导电剂和所述第一粘结剂的质量份数关系为70～90:5～30:0.1～10:0.1～10。
7、可选地，所述正极活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基氧化物、尖晶石氧化物中的至少一种；所述导电剂包括导电炭黑、导电石墨、气相生长碳纤维、纳米碳管、石墨烯中的至少一种；所述第一粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、聚丙烯酸、海藻酸钠、壳聚糖、petdo:pss中的至少一种。
8、可选地，所述硫化物电解质层的材料包括硫化物电解质和第二粘结剂；所述硫化物电解质和所述第二粘结剂的质量份数关系为80～99.9:0.5～1；所述硫化物电解质包括化合物li6-ips5-iq1+i、化合物li10cgp2s12、化合物(100-x)li2s-xp2s5中的至少一种；其中，1≤i≤2，10≤x≤50；所述q包括f、cl、br、i中的至少一种元素；所述cg包括si、ge、sn中的至少一种元素；所述第二粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、聚丙烯酸、海藻酸钠、壳聚糖、petdo:pss中的至少一种。
9、可选地，所述负极层的材料包括银纳米颗粒和炭黑；所述纳米颗粒和所述炭黑的重量份数关系为1:1～1:5。
10、本专利技术的第二方面，提供一种固态电芯的制备方法，包括步骤：
11、(1)提供复合正极层、硫化物电解质层和负极层，所述复合正极层的材料包括导离子材料；
12、(2)在所述硫化物电解质层上涂覆所述卤化物电解质并进行压制，制成所述卤化物电解质层；
13、(3)将所述复合正极层与所述卤化物电解质层贴合，将所述负极层与所述硫化物电解质层贴合，制得所述固态电芯。
14、可选地，所述复合正极层的厚度为100～180μm；所述硫化物电解质层的厚度为170～200μm；所述卤化物电解质层的厚度为5～20μm；所述负极层的厚度为5～10μm。
15、本专利技术的第三方面，提供一种固态电池，包括上述固态电芯。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：
17、(1)本专利技术通过在硫化物电解质层和复合正极层之间加入卤化物电解质层，并在复合正极层中添加卤化物电解质作为导离子物质，减少硫化物电解质层中的硫化物与复合正极层中的正极活性物质的直接接触，极大程度地减少了硫化物电解质层与复合正极层的接触面处的硫化物电解质被还原，减少了正极电解质界面层的生成，降低电芯的内阻；
18、(2)本专利技术提供的固态电芯的制备方法工序相对简单，对实现大批量生产具有重要意义。
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1.一种固态电芯，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述固态电芯，其特征在于，所述卤化物电解质的化学式为LiaMbXc，其中0＜a≤5，0＜b≤3，0＜c≤10；
3.根据权利要求1所述固态电芯，其特征在于，所述硫化物电解质包括化合物Li6-iPS5-iQ1+i、化合物Li10CgP2S12、化合物(100-x)Li2S-xP2S5中的至少一种；
4.根据权利要求1所述固态电芯，其特征在于，所述复合正极层的材料还包括正极活性物质、导电剂和第一粘结剂；
5.根据权利要求4所述固态电芯，其特征在于，所述正极活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基氧化物、尖晶石氧化物中的至少一种；
6.根据权利要求1所述固态电芯，其特征在于，所述硫化物电解质层的材料包括硫化物电解质和第二粘结剂；
7.根据权利要求1所述固态电芯，其特征在于，所述负极层的材料包括银纳米颗粒和炭黑；
8.一种权利要求1至7任一项所述固态电芯的制备方法，其特征在于，包括步骤：
9.根据权利要求8所述固态电芯的制备方法
10.一种固态电池，其特征在于，所述固态电池包括如权利要求1至7任一项所述的固态电芯。
...【技术特征摘要】
1.一种固态电芯，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述固态电芯，其特征在于，所述卤化物电解质的化学式为liambxc，其中0＜a≤5，0＜b≤3，0＜c≤10；
3.根据权利要求1所述固态电芯，其特征在于，所述硫化物电解质包括化合物li6-ips5-iq1+i、化合物li10cgp2s12、化合物(100-x)li2s-xp2s5中的至少一种；
4.根据权利要求1所述固态电芯，其特征在于，所述复合正极层的材料还包括正极活性物质、导电剂和第一粘结剂；
5.根据权利要求4所述固态电芯，其特征在于，所述正极活性物质包括钴酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宗椅，肖维东，轩敏杰，罗明，
申请(专利权)人：高能时代珠海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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