【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料，尤其是一种固态电池和用电装置。
技术介绍
1、硫化物固体电解质因为其较高的离子电导率和良好的机械性能(易于消除粒界阻抗)而备受关注，其是当前固态电池常用的电解质材料，但是硫化物固体电解质对空气很敏感，暴露在空气中易生成硫化氢同时导致固体电解质失效，这将限制硫化物固体电解质的应用或增加制作电池成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中硫化物固态电解质对空气敏感，暴露在空气中容易生成硫化物氢同时导致固态电池失效的问题，提供一种具有优异的空气稳定性和较高的初始离子电导率的固态电池。
2、为实现上述目的，本专利技术的第一方面，提供了一种固态电池，包括固态电解质片，所述固态电解质片包括电解质材料层和设置于所述电解质材料层表面的保护层；
3、所述保护层包含氧化物颗粒，所述氧化物颗粒包括内核以及设置在所述内核至少部分表面的壳层，所述内核包括nasicon型氧化物，所述壳层具有含氟聚硅氧烷，以及聚多巴胺或钠盐中的至少一者。
4、作为本专利技术的实施方案，所述含氟聚硅氧烷和nasicon型氧化物的质量比为1：(0.5～4)。
5、作为本专利技术的实施方案，所述nasicon型氧化物包括化学式为naxasiapbo12的化合物；
6、其中，a包括zr、mg、sc、hf中的至少一种，3≤x≤3.5，1.8≤a≤2.3，0.6≤b≤1.2。
7、作为本专利技术的实施方案，所述nasicon型氧
8、na3.1[zr1.95mg0.05]si2po12、na3.1[zr1.9sc0.1]si2po12、na3.1[zr1.8sc0.1hf0.1]si2po12、na3.4[zr1.9mg0.1]si2.2p0.8o12中的至少一种。
9、作为本专利技术的实施方案，所述含氟聚硅氧烷具有如下特征中的至少一者：
10、(a)所述含氟聚硅氧烷为原硅酸烷基酯和全氟烷基烷氧基硅烷经水解缩合制得；所述原硅酸烷基酯选自原硅酸四乙酯、原硅酸四丙酯、原硅酸四丁酯中的至少一种；
11、(b)所述全氟烷基烷氧基硅烷选自1h,1h,2h,2h-全氟癸基三乙氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三丙氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三丁氧基硅烷中的至少一种。
12、作为本专利技术的实施方案，所述保护层的厚度为0.1～100μm；
13、和/或，所述电解质材料层的厚度为5～100μm。
14、作为本专利技术的实施方案，所述电解质材料层包括以下质量百分数的组分：98％～99.9％硫化物电解质和0.1％～2％粘结剂。
15、作为本专利技术的实施方案，所述硫化物电解质包括化学式为nacmdse的化合物；
16、其中，m包括sn、sb、al、p、si、ti中的至少一种，3.5≤c≤4.2，0.8≤d≤1.5，3≤e≤5。
17、作为本专利技术的实施方案，所述硫化物电解质包括na4sns4、na3.7sn0.7sb0.3s4中的至少一种。
18、作为本专利技术的实施方案，所述壳层具有含氟聚硅氧烷和聚多巴胺，所述含氟聚硅氧烷和聚多巴胺的质量比为1：(0.2～0.5)；或所述壳层具有含氟聚硅氧烷和钠盐，所述含氟聚硅氧烷和钠盐的质量比为1：(0.1～0.2)。
19、在本专利技术的第二方面，提供一种所述固态电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
20、将所述固态电解质片设置在正极极片和负极极片之间，装配得到所述固态电池；
21、所述固态电解质片的制备过程为：
22、(1)将硫化物电解质和粘结剂混合、球磨、辊压，得电解质材料层；
23、(2)将原硅酸烷基酯和全氟烷基烷氧基硅烷，以及多巴胺或钠盐中的至少一者与nasicon型氧化物混合、离心、洗涤、干燥，得氧化物颗粒；
24、(3)将氧化物颗粒分散于有机溶剂中后涂布于电解质材料层表面，干燥，得固态电解质片。
25、在本专利技术的第三方面，提供一种用电装置，包括本专利技术所述固态电池。
26、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
27、本专利技术提供的固态电池中使用的固态电解质片中包括电解质材料层和设置于电解质材料层表面的保护层；其中，保护层包含氧化物颗粒，氧化物颗粒包括含有nasicon型氧化物的内核以及设置在内核至少部分表面且含有含氟聚硅氧烷，以及聚多巴胺或钠盐中的至少一者的壳层，保护层的引入能够使得固态电解质片具有优异的空气稳定性以及较高的初始离子电导率，同时制备得到的固态电池具有良好的倍率性能和循环性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种固态电池，其特征在于，包括固态电解质片，所述固态电解质片包括电解质材料层和设置于所述电解质材料层表面的保护层；
2.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述含氟聚硅氧烷和NASICON型氧化物的质量比为1：(0.5～4)。
3.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述NASICON型氧化物包括化学式为NaxASiaPbO12的化合物；
4.根据权利要求3所述的固态电池，其特征在于，所述NASICON型氧化物包括Na3.1[Zr1.95Mg0.05]Si2PO12、Na3.1[Zr1.9Sc0.1]Si2PO12、Na3.1[Zr1.8Sc0.1Hf0.1]Si2PO12、Na3.4[Zr1.9Mg0.1]Si2.2P0.8O12中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的固态电池，其特征在于，所述含氟聚硅氧烷具有如下特征中的至少一者：
6.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述保护层的厚度为0.1～100μm；
7.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述电解质材料层包括以下质量
8.根据权利要求7所述的固态电池，其特征在于，所述硫化物电解质包括化学式为NacMdSe的化合物；
9.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述壳层具有含氟聚硅氧烷和聚多巴胺，所述含氟聚硅氧烷和聚多巴胺的质量比为1：(0.2～0.5)；或所述壳层具有含氟聚硅氧烷和钠盐，所述含氟聚硅氧烷和钠盐的质量比为1：(0.1～0.2)。
10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的固态电池。
...【技术特征摘要】
1.一种固态电池，其特征在于，包括固态电解质片，所述固态电解质片包括电解质材料层和设置于所述电解质材料层表面的保护层；
2.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述含氟聚硅氧烷和nasicon型氧化物的质量比为1：(0.5～4)。
3.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述nasicon型氧化物包括化学式为naxasiapbo12的化合物；
4.根据权利要求3所述的固态电池，其特征在于，所述nasicon型氧化物包括na3.1[zr1.95mg0.05]si2po12、na3.1[zr1.9sc0.1]si2po12、na3.1[zr1.8sc0.1hf0.1]si2po12、na3.4[zr1.9mg0.1]si2.2p0.8o12中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的固态电池，...
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