一种固态电池用正极极片及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114122317A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111396351.5H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2021.11.23H01M10/42(2006.01)(71)申请人蜂巢能源科技(无锡)有限公司地址214100江苏省无锡市锡山经济开发区东部园大成路1066号(72)发明人李瑞杰周宇楠张琪陈少杰杨红新(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.H01M4/13(2010.01)H01M4/139(2010.01)H01M10/0562(2010.01)H01M10/058(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图5页(54)发明名称一种固态电池用正极极片及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种固态电池用正极极片及其制备方法和应用。所述正极极片包括集流体与位于集流体表面的电极层，所述电极层包括正极活性物质、固态电解质、导电剂和粘结剂；所述固态电解质包覆于正极活性物质表面，导电剂穿插于正极活性物质与固态电解质之间。本发明提供的正极极片，以固态电解质水合物的进行包覆，使得固态电解质与正极活性物质之间的接触更为紧密且在颗粒之间形成了完整的离子、电子转移通道，正极极片的容量、倍率性能与循环性能得以更好地发挥，同时本发明所提供的制备方法可适用于各种形状与尺寸的正极极片，提升其灵活性以及适用性。CN114122317ACN114122317A权利要求书1/2页1.一种固态电池用正极极片，其特征在于，所述固态电池用正极极片包括集流体与位于集流体表面的电极层，所述电极层包括正极活性物质、固态电解质、导电剂和粘结剂；所述固态电解质包覆于正极活性物质表面，导电剂穿插于正极活性物质与固态电解质之间。2.根据权利要求1所述的固态电池用正极极片，其特征在于，所述固态电解质的原料为固态电解质水合物，优选为卤化物固态电解质水合物；优选地，所述固态电解质以层状包覆的形态包覆于正极活性物质表面；优选地，所述导电剂包括碳纳米管、碳纳米线或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述粘结剂经过外部剪切力处理得到丝状化结构。3.根据权利要求1或2所述的固态电池用正极极片，其特征在于，所述导电剂的最大长度大于固态电解质的包覆层的厚度。4.根据权利要求1‑3任一项所述的固态电池用正极极片，其特征在于，所述正极活性物质在电极层中的质量占比为80～90％，优选为85～90％；优选地，所述导电剂在所述电极层中的质量占比为0.1～1％；优选地，所述粘结剂在电极层中的质量占比为0.2～1％；优选地，所述固态电解质在电极层中的质量占比为8～15％，优选为8～13％。5.一种如权利要求1‑4任一项所述的固态电池用正极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将固态电解质溶解于水中，加入导电剂，干燥，得到固态电解质水合物与导电剂的混合物；(2)将步骤(1)所述固态电解质水合物与导电剂的混合物对正极活性物质进行表面包覆，然后再加入粘结剂混合，然后与集流体复合，制备得到所述正极极片。6.根据权利要求5所述的固态电池用正极极片的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述固态电解质为卤化物固态电解质，固态电解质水合物为卤化物固态电解质水合物；优选地，步骤(1)所述干燥温度为50～100℃；优选地，对步骤(2)所述粘结剂通过剪切力作用进行丝状化结构处理；优选地，所述剪切力作用的设备包括带桨叶的混合机；优选地，所述混合机的转速为500～3000rpm，处理时间为10～60min。7.根据权利要求5或6所述的固态电池用正极极片的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合后，通过热辊压或加热后再辊压的方式，得到所述正极极片，优选为热辊压；优选地，所述热辊压的温度为150～250℃。8.根据权利要求5‑7任一项所述的固态电池用正极极片的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述混合的方法包括干法混合或湿法混合，优选为干法混合。9.根据权利要求5‑8任一项所述的固态电池用正极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将卤化物固态电解质溶解于水中，加入导电剂，在50～100℃下干燥，得到卤化物固态电解质水合物与导电剂的混合物；(2)将步骤(1)所述卤化物固态电解质水合物与导电剂的混合物对正极活性物质进行表面包覆，然后再加入粘结剂进行干法混合，然后与集流体复合，在150～150℃下热辊压，2CN114122317A权利要求书2/2页制备得到所述正极极片；所述粘结剂经过带桨叶的混合机以500～3000rpm的转速搅拌10～60min后得到丝状化结构。10.一种固态电池，其特征在于，所述固态电池包