用于固态电池中阴极/固体电解质界面的中间层及其制备方法技术

提供了用于固态电池中阴极/固体电解质界面的中间层及其制备方法。电池结构包括集流体、阴极、设置在阴极上的中间层、设置在中间层上的固态电解质和设置在固态电解质上的锂阳极。在各方面中，中间层包括锂聚合物基体内的锂盐和砜化合物。在各方面中，形成电池的方法包括将包含锂盐、砜化合物和单体的前体溶液设置在阴极的第一主表面上。方法还包括固化前体溶液以形成包含在聚合物基体内的锂盐和砜化合物的中间层。在各方面中，方法可包括将锂盐和砜化合物设置在阴极的第一主表面上。方法还包括在阴极的第一主表面上方设置固态电解质。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于阴极/固态电解质的中间层及其制造方法，更具体来说，涉及固态电池中包含锂盐和包含锂盐的砜化合物的中间层及其制造方法。

技术介绍

1、固态电池(ssb)[例如，基于无机固态电解质(sse)(如石榴石型sse)的固态锂(li)金属电池]，由于其高安全性、更高的能量密度、高离子电导率和对锂金属的稳定性而备受关注。

2、然而，传统锂金属电池通常遭受阴极和固态电解质之间的高界面电阻。由于陶瓷sse的刚性特征，活性颗粒和sse之间的接触是“点-面”接触，造成阴极-sse界面处的接触面积有限，并且阴极内部的锂离子(li+)可及性较差。

3、为解决这些问题，提出的解决方案包括使用低熔点化合物[例如li3bo3(lbo)、li2.3-xc0.7+xb0.3-xo3(lcbo)等]作为粘结材料和锂离子导体以降低阴极/sse界面电阻。然而，上述建议的配置在电池运行条件中表现出锂离子电导率低、阻抗大和电流密度低。因此有必要解决上述这些问题。

技术实现思路

1、本公开提供了电池及其制造方法，电池包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池，其包括：

2.根据权利要求1所述的电池，其中所述聚合物基体包含基于丙烯酸类的聚合物。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的电池，其中，所述阴极和固态电解质之间的界面电阻在25℃下在形成时为约300Ωcm2或更小。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池，其中，所述电池在0.2C、4.5V的截止电压和45℃下90次循环后包含约90％或更高的容量保持率。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电池，其中所述电池在0.2C、4.5V的截止电压和45℃下90次循环后包含约150mAh/g或更高的容量。

6.一种电池，包括：...

【技术特征摘要】

1.一种电池，其包括：

2.根据权利要求1所述的电池，其中所述聚合物基体包含基于丙烯酸类的聚合物。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的电池，其中，所述阴极和固态电解质之间的界面电阻在25℃下在形成时为约300ωcm2或更小。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池，其中，所述电池在0.2c、4.5v的截止电压和45℃下90次循环后包含约90％或更高的容量保持率。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电池，其中所述电池在0.2c、4.5v的截止电压和45℃下90次循环后包含约150mah/g或更高的容量。

6.一种电池，包括：

7.根据权利要求6所述的电池，其中，所述阴极和固态电解质之间的界面电阻在形成时在25℃下为约100ωcm2或更小。

8.根据权利要求6所述的电池，其中，所述电池在0.2c、4.5v的截止电压和25℃下250次循环后具有约70％或更大的容量保持率。

9.根据权利要求6所述的电池，其中，在0.2c和4.5v的截止电压和25℃下350次循环后，容量保持率为约90％或更多。

10.根据权利要求6所述的电池，其中，电池在0.2c和4.5v的截止电压和25℃下90次循环后包含约140mah/g或更高的容量。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的电池，其中，所述锂盐包括以下中的至少一种：双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(litfsi)、双(氟磺酰)亚胺锂(lifsi)、高氯酸锂(liclo4)、四氟硼酸锂(libf4)、三氟甲磺酸锂(liso3cf3)、lic(so2cf3)3或其组合。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的电池，其中，所述砜化合物包括以下中的至少一种：环丁砜、3-甲基环丁砜、二甲基砜、甲基乙基砜或它们的组合。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的电池，其中，所述砜化合物包括环丁砜，并且所述锂盐包括双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(litfsi)。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的电池，其中所述锂盐与所述砜化合物的摩尔比为约0.125或更大。

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【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·巴丁，蔡明俐，靳俊，宋真，温兆银，修同平，姚柳，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：