固态电池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CN111430688A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010191266.4H01M10/0562(2010.01)(22)申请日2020.03.18H01M10/42(2006.01)H01M4/505(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司H01M4/525(2010.01)地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人拉杰什·麦加李红朝周龙捷朱金鑫普拉杰什·PP马忠龙(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人肖阳(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书2页说明书16页附图8页(54)发明名称固态电池及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了固态电池及其制备方法和应用。固态电池包括正极片、固态硫化物电解质层和负极片，所述正极片包括正极复合材料、固态硫化物电解质和导电剂，所述正极复合材料包括正极材料和形成在所述正极材料表面的LATP包覆层；所述固态硫化物电解质层设在所述正极片和所述负极片之间。其中，所述LATP包覆层是以所述正极材料表面残存的锂盐作为导向剂和锂源，诱导锂源、铝源、钛源和磷源通过原位合成法得到的。该固态电池在室温及高温下(70℃)均具有较好的倍率性能及循环性能。CN111430688ACN111430688A权利要求书1/2页1.一种固态电池，其特征在于，包括：正极片，所述正极片包括正极复合材料、固态硫化物电解质和导电剂，所述正极复合材料包括正极材料和形成在所述正极材料表面的LATP包覆层；固态硫化物电解质层；负极片，所述固态硫化物电解质层设在所述正极片和所述负极片之间，其中，所述LATP包覆层是以所述正极材料表面残存的锂盐作为导向剂和锂源，诱导锂源、铝源、钛源和磷源通过原位合成法得到的。2.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述LATP包覆层的含量为所述正极材料的0.01～15wt％，任选地，所述LATP包覆层的厚度为1nm～5μm，优选30～80nm，任选地，所述LATP包覆层包括选自Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3、Li3PO4、LiH2PO4、LiTi2(PO4)3和LiPO3中的至少一种，任选地，所述LATP为Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3，任选地，所述正极材料包括AaMbOy，其中，0<a≤6、0<b≤4、2≤y≤5，A为包括锂的碱金属元素，M为选自过渡金属元素钛、钒、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、钯、铂、铜、银、金、锌、镉和铜中的至少一种和/或选自镁、钙、硼、钡、铝和硼中的至少一种，任选地，所述正极材料包括选自LixMn2O4、LixMnO2、LixCoO2、LixV3O8、LixNiO2、LixNiyCozO2、LixNiyMnzO2和LixCoyMnzO2中的至少一种和/或选自V2O5、V5S8、TiS2、V2S5、NbSe3和MoS2中的至少一种，其中，0.1<x≤2、0<y≤2、0<z≤2、0.5<y+z≤2，任选地，所述正极材料为高镍镍钴锰三元正极材料。3.根据权利要求1或2所述的固态电池，其特征在于，所述固态硫化物电解质层包括LikPmSnClαBrβIγ和/或选自Li7P3S11、Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3、Li10SnP2S12、Li6PS5Cl、Li2S-P2S5、Li3PS4、75Li2S-25P2S5、90Li3PS4-10ZnO、9Li2S-3P2S5-1Ni3S2、60Li2S-25P2S5-10Li3N、78Li2S-22P2S5、80(0.7Li2S-0.3P2S5)-20LiI、99(70Li2S-30P2S5)-1Li2ZrO3、Li7P2.9S10.85Mo0.01、Li7P2.9S10.85Mo0.01、70Li2S-29P2S5-1Li3PO4、70Li2S-29P2S5-1P2S3、90(0.7Li2S-0.3P2S5)-10LiBr、75Li2S-23P2S5-2P2Se5、95(0.8Li2S-0.2P2S5)-5LiI、Li10.35[Sn0.27Si1.08]P1.65S12、Li10GeP2S12和Li11AlP2S12中的至少一种，其中，所述LikPmSnClαBrβIγ中：5<k≤6、0.5<m≤1.5、4<n≤6、0<α<1、0≤β<1、0≤γ<1、α+β+γ＝1且β和γ不同时为零，任选地，所述LikPmSnClαBrβIγ中，α、β、γ的系数比为(4～10)：(0～5)：(0～5)，任选地