固态锂电池及其制备方法.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CN112072164A(43)申请公布日2020.12.11(21)申请号202010885545.0H01M10/058(2010.01)(22)申请日2020.08.28(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人陈少杰黄海强王磊李瑞杰周龙捷(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人肖冰滨王晓晓(51)Int.Cl.H01M10/052(2010.01)H01M10/056(2010.01)H01M4/13(2010.01)H01M4/36(2006.01)权利要求书3页说明书12页(54)发明名称固态锂电池及其制备方法(57)摘要本发明涉及锂电池领域，公开了一种固态锂电池及其制备方法。该固态锂电池包括正极、负极以及位于正极和负极之间的固态电解质层，所述正极包括正极集流体和形成在正极集流体上的固态正极活性材料层，其特征在于，所述固态正极活性材料层中的活性材料选自LiMO2中的一种或多种，M选自Co、Ni和Mn中的一种或多种；所述固态电解质层含有硫化物和粘结剂；所述负极包括负极集流体以及形成在负极集流体上的负极活性材料层，且至少与所述固态电解质层接触的负极活性材料层为凝胶态负极活性材料层。本发明可提供一种能够改善界面接触，并能够快速提高体系的锂离子电导率、降低界面阻抗的新型的固态锂电池。CN112072164ACN112072164A权利要求书1/3页1.一种固态锂电池，该固态锂电池包括正极、负极以及位于正极和负极之间的固态电解质层，所述正极包括正极集流体和形成在正极集流体上的固态正极活性材料层，其特征在于，所述固态正极活性材料层中的活性材料选自LiMO2中的一种或多种，M选自Co、Ni和Mn中的一种或多种；所述固态电解质层含有硫化物和粘结剂；所述负极包括负极集流体以及形成在负极集流体上的负极活性材料层，且至少与所述固态电解质层接触的负极活性材料层为凝胶态负极活性材料层。2.根据权利要求1所述的固态锂电池，其中，所述固态正极活性材料层含有60-85重量％的正极活性材料、2-5重量％的第一导电剂、10-30重量％的硫化物电解质和1-5重量％的第一粘结剂；优选地，所述正极集流体为涂碳铝箔；优选地，所述LiMO2为LiCoO2、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2、NCM523、NCM622和NCM811中的一种或多种；优选地，所述第一导电剂为SP、CNT、VGCF、银粉和铝粉中的一种或多种；优选地，所述硫化物电解质为thio-LISICON、Li10GeP2S12、Li6PS5Cl、Li10SnP2S12、Li2S-P2S5、Li2S-SiS2和Li2S-B2S3中的一种或多种；优选地，所述第一粘结剂为聚偏氟乙烯和橡胶类粘结剂中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的固态锂电池，其中，所述固态电解质层含有硫化物和第二粘结剂；优选地，所述硫化物为thio-LISICON、Li10GeP2S12、Li6PS5Cl、Li10SnP2S12、Li2S-P2S5、Li2S-SiS2和Li2S-B2S3中的一种或多种；优选地，所述固态电解质层含有90-99重量％的硫化物和1-10重量％的第二粘结剂；优选地，所述第二粘结剂为聚偏氟乙烯和橡胶类粘结剂中的一种或多种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的固态锂电池，其中，所述负极活性材料层包括负极活性材料、第三粘结剂、锂盐、第二导电剂和有机溶剂；优选地，所述负极活性材料层含有40-90重量％的负极活性材料、1-15％的第二粘结剂、1-15％的锂盐、1-10％的第二导电剂和10-20％的有机溶剂；优选地，所述负极活性材料为石墨、氧化亚硅、单质硅、碳包覆硅和石墨烯包覆硅中的一种或多种；优选地，所述负极集流体为涂碳铜箔；优选地，所述第三粘结剂为聚偏氟乙烯和橡胶类粘结剂中的一种或多种；优选地，所述锂盐为LiTFSI、LiFSI、LiDFOB、LiPF6、LiBF4、LiClO4、和LiBOB中的一种或多种；优选地，所述第二导电剂为SP、CNT、AB、VGCF、银粉和铝粉中的一种或多种；优选地，所述有机溶剂为烷烃类溶剂、苯类溶剂和酮类溶剂中的一种或多种；优选地，所述有机溶剂为正己烷、正庚烷、甲苯、一氯代苯、二甲苯、苯甲醚、环己酮、1,3,5-三甲苯、正癸烷和甲基甲酰胺中的一种或多种。5.一种固态锂电池的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，2CN112072164A权利要求书2/3页1)将含有正极活性材料、第一导电剂、硫化物电解质、粘结剂和第一溶剂的第一浆料涂布在正极集流体上，并进行干燥得到正极；2)将含有硫化物、第二粘结剂和第二溶剂的第二浆料制