一类低界面电阻、高机械强度全固态电池的制备方法及应用

• 摘要：

  提供一类低界面电阻的全固态锂金属电池,该固态电池的正极侧与聚合物电解质接触,负极侧的金属锂与无机陶瓷电解质接触.由于聚合物与金属锂接触的不稳定,以及正极与陶瓷电解质接触的界面相容性差,这种电池的结构设计能够保证电解质和电极良好的界面相容性的同时又使得电极和电解质接触的稳定性.同时负极侧致密的无机陶瓷层可以在循环过程中有效抑制锂枝晶刺穿隔膜.该全固态电池表现出较高的比容量,循环稳定性和倍率性能,并且较好的机械强度对锂枝晶具有较高的抑制作用.该全固态电池制备方法简单、成本低廉、电化学性能优异,具有广阔的应用前景及优势.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201611120662.8

• 申请日期：

  2016.12.07

• 公开/公告号：

  CN106784966A

• 公开/公告日：

  2017-05-31

• 发明人：

  郭玉国 段惠 殷雅侠 万立骏

• 申请人：

  中国科学院化学研究所

• 主分类号：

  H01M10/04(2006.01)I,H,H01,H01M,H01M10

• 分类号：

  H01M10/04(2006.01)I,H,H01,H01M,H01M10,H01M10/04

• 主权项：

  一类具有低界面电阻、高机械强度固态电池,包括涂覆有无机陶瓷电解质的聚合物膜,所述无机陶瓷电解质的聚合物膜是由陶瓷涂覆浆料均匀涂覆在聚合物膜表面制成,所述固态电池的制备方法包括如下步骤:步骤1),将无机陶瓷电解质粉体、粘结剂在有机溶剂中混合均匀得到涂覆浆料,涂覆在聚合物基材上的一侧或两侧,烘干制得无机陶瓷电解质涂覆的聚合物膜,所述聚合物膜表面涂覆的陶瓷涂层的厚度为2‑80微米;优选地,所述涂覆浆料包含:10‑90wt％的无机陶瓷电解质、0.5‑5wt％的粘结剂、0.2‑5wt％的添加剂和0.01‑0.2wt％的助剂;优选地,所述无机陶瓷电解质为锂多硫磷化物、锂矿石型氧化物、锂磷酸盐类中的一种或几种;所述陶瓷涂覆浆料中的粘接剂包括聚甲基丙烯酸甲酯‑丙烯酸丁酯乳液、聚苯乙烯‑丙烯酸丁酯乳液,聚四氟乙烯乳液、聚偏四氟乙烯乳液、聚氧乙烯溶液、聚乙二醇溶液、聚苯乙烯磺酸锂溶液中的一种或几种;步骤2),对于步骤1)制备的单侧涂覆无机陶瓷电解质的聚合物膜,其聚合物侧与正极片接触,无机陶瓷侧与金属负极接触;或者,对于步骤1)制备的两侧涂覆无机陶瓷电解质的聚合物膜,与正极片之间需要额外加入聚合物电解质,无机陶瓷侧仍与金属负极相接触.