【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态电池，具体涉及一种干法电极及其制备方法以及固态电池。
技术介绍
1、传统干法电极制备方法使用的粘结剂ptfe在加工工艺过程中粘结剂受热膨胀，会导致干法电极存在大量的孔隙，致使面接触变差，阻抗值增加，严重影响电解质的离子传导。
2、目前采用的技术中，通过热加工可以减小孔隙或者单纯地注液到电极内部实现缝隙的填充。然而全固态电池为了保证界面接触，会采用高压压制极片使其致密，致密的极片孔隙率较低的同时，注液浸润性变差，难以应用保证效果。针对孔隙的问题还可以采用在搅拌过程中加入溶剂的方式，但是电池成型后，液体在重力作用下会从孔隙中脱离，难以实现电极内部固-固界面孔隙的填充效果。
3、cn113540395a针对硫化物全固态电池面临的上述问题，采用共晶溶剂浸润多孔固态电解质极片，此方案采用多层结构电解质复合，需要制备两层电解质结构的制备工序，制备工序复杂。
4、另外，采用液相法时，将溶剂与共晶材料共混可能会有助于溶解固相的共晶材料，但是在除去溶剂时，加热烘干步骤会同时将共晶材料去除，难以实现填充孔隙的作用。
5、因此，研发一种解决固-固界面问题的干法电极具有重要的意义。
技术实现思路
1、共晶电解质是一种低共熔溶剂。当低共熔溶剂组分中含有电化学活性物种如金属盐时，这种低共熔溶剂可以作为电解质应用于电池上，并且通常称为共晶电解质。只有在不同组成物之间的相互作用力大于各个组分自身的分子作用力时共晶电电解质才能形成。这种不同分子间的相
2、共晶电解质目前已应用在锂电池领域，尤其是液态电解液电池和聚合物固态锂电池之中，共晶电解质类似金属固溶体，将两种电解质共混后，会表现出具有相比单个电解质更低熔点的特性。只有在不同组成物之间的相互作用力大于各个组分自身的分子作用力时，共晶电电解质才能形成。目前对此技术的研究更多集中在材料组成、电化学窗口拓宽、电解质与电极之间的界面化学。
3、本专利技术提供了一种干法电极及其制备方法以及固态电池，具体地，提供了一种干法电极、其制备方法以及采用这一干法电极制备的固态电池；本专利技术利用具有高相转变的共晶电解质的特点，在电极界面通过高温液化共晶电解质，使其渗透在正极和电解质之间或者负极与电解质之间，形成具有一定离子电导率的液相共晶电解质，再经室温固化填充固态颗粒之间的孔隙，用以修饰界面的孔隙，解决界面接触问题。另外，共晶电解质具有一定离子传导，相比其他相转变材料，离子传导性能更佳。
4、使高熔点共晶电解质从固态向液态转化，将其渗透在电极材料孔隙部分，再经共晶电解质液态向固态的再次转化，将原本存在孔隙位置的液态共晶电解质固化并填充缝隙；提高电极的结构稳定性。
5、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种干法电极，所述干法电极包括活性物质、无机固体电解质、导电剂、共晶电解质以及任选的粘结剂，其中，所述共晶电解质填充在该干法电极的颗粒之间的孔隙中。
6、本专利技术第二方面提供了一种前述所述的干法电极的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
7、(1)采用干法混料将活性物质、无机固态电解质、导电剂、粘结剂和固态共晶电解质均匀混合，得到混合物；
8、(2)将所述混合物进行纤维化处理，得到干法电解质碎片；
9、(3)将干法电解质碎片经过加热辊压处理后冷却固化，得到干法电极。本专利技术第三方面提供了一种固态电池，其中，所述固态电池包括正极、固态电解质和负极，所述正极和/或所述负极为前述所述的干法电极。
10、本专利技术利用共晶电解质可以通过加工温度变化进行固液转变的特性，在电极内部使共晶电解质填充到活性物质和固态电解质颗粒之间的孔隙，优化了界面接触，从而提升活性物质有效利用率并提升了电池性能。
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1.一种干法电极，其特征在于，所述干法电极包括活性物质、无机固体电解质、导电剂、共晶电解质以及任选的粘结剂，其中，所述共晶电解质填充在该干法电极的颗粒之间的孔隙中。
2.根据权利要求1所述的干法电极，其中，所述共晶电解质的离子电导率为10-6S/cm至10-3S/cm；
3.根据权利要求1或2所述的干法电极，其中，所述共晶电解质包含氢键给体和氢键受体；
4.根据权利要求3所述的干法电极，其中，所述氢键给体与所述氢键受体的含量的摩尔比为(1-6)：(1-10)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的干法电极，其中，所述活性物质、所述无机固体电解质、所述导电剂、所述粘结剂和所述共晶电解质的含量的重量比为(50-70)：(20-40)：(1-2)：(0.001-3)：(0.01-3)。
6.根据权利要求1或5所述的干法电极，其中，所述活性物质选自氧化物正极活性物质和/或硫化物正极活性物质；
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的干法电极，其中所述干法电极的厚度为30-400μm。
8.一种权利要求1-
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述均匀混合采用的设备选自球磨机、辊磨机、三维混料机、珠磨机、震荡机和脱泡机中的一种或多种。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，纤维化处理为：采用高剪切的混合设备对所述混合物进行高速剪切粉碎实现预纤维化，然后将获得粉末经过热辊压后充分纤维化。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述高剪切的混合设备选自气流磨、高速粉碎机和超声震荡机中的一种或多种；
12.一种固态电池，其特征在于，所述固态电池包括正极、固态电解质和负极，所述正极和/或所述负极为权利要求1-7中任意一项所述的干法电极或者采用权利要求8-11中任意一项所述的方法制备的干法电极。
...【技术特征摘要】
1.一种干法电极，其特征在于，所述干法电极包括活性物质、无机固体电解质、导电剂、共晶电解质以及任选的粘结剂，其中，所述共晶电解质填充在该干法电极的颗粒之间的孔隙中。
2.根据权利要求1所述的干法电极，其中，所述共晶电解质的离子电导率为10-6s/cm至10-3s/cm；
3.根据权利要求1或2所述的干法电极，其中，所述共晶电解质包含氢键给体和氢键受体；
4.根据权利要求3所述的干法电极，其中，所述氢键给体与所述氢键受体的含量的摩尔比为(1-6)：(1-10)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的干法电极，其中，所述活性物质、所述无机固体电解质、所述导电剂、所述粘结剂和所述共晶电解质的含量的重量比为(50-70)：(20-40)：(1-2)：(0.001-3)：(0.01-3)。
6.根据权利要求1或5所述的干法电极，其中，所述活性物质选自氧化物正极活性物质和/或硫化物正极活性物质；
7.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李久铭，黄文师，陈婷，肖海宏，杨琪，俞会根，
申请(专利权)人：中科超能深圳新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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