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低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯、电池及其制备方法技术
技术编号：24585767阅读：4留言：0更新日期：2020-06-21 01:48
本发明专利技术涉及硫化物电解质的全固态锂电池，公开了一种低内阻的固态硫化物电解质锂电池及其制备方法，其技术方案要点以对应材料的粉末依次叠压压制而成的正极层、电解质层和负极层，得到预制电芯，其中电解质层的粉末为硫化物固态电解至；再对预制电芯的正极层和负极层的外侧向电解层方向施加压力，并高温处理5~10min，得到成品电芯；向成品电芯安装极耳，并以铝塑膜包覆，并安装电池外壳，获得本申请低内阻的固态硫化物电解质锂电池，且减缓本申请固态硫化物电解质锂电池内阻导致的电池发热和循环性能下降。
Solid state sulfide electrolyte lithium battery with low internal resistance
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【技术实现步骤摘要】
低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯、电池及其制备方法
本专利技术涉及硫化物电解质的全固态锂电池，特别涉及一种低内阻的固态硫化物电解质锂电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池作为一种高比能的化学电源，被广泛地应用于能源、交通、通信、电动工具等领域。锂离子电池自1991年开始商业化至目前得到大规模的应用，在此过程中也伴随着不断的发展——由安全性较低的电解液到如今的安全性较高的固态电解质。目前常用的固态电解质分为聚合物固态电解质和无机固态电解质。但当下固态电解质的应用普遍都存有界面阻抗的问题。界面阻抗问题主要原因是由于在全固态电池中正极、固态电解质和负极三者均采用固体，导致正极、固态电解质、负极之间界面结合性能差，初始界面阻抗大，同时随充放电使用，正极、固态电解质、负极三者各自的膨胀收缩，导致界面结合进一步恶化，使得界面阻抗随锂离子电池的使用时间而增大。现有技术中对此的解决方案中聚合物固态电解质采用了电解液润湿的方法，其改进有有别与传统意义上的全固态电池，聚合物固态电解质将由聚合物固态电解质合物架构和锂盐电解液组成，锂盐电解液填充于聚合物固态电解质架构内，以锂盐电解液为中转，弱化聚合物固态电解质与正极、负极之间的界面阻抗。而无机固态电解质中硫化物固态电解质作为一种较其他无机固态电解质较为新颖的种类，其具有较好的对化学稳定性、宽泛的温度适宜范围、良好的锂离子电导率和加工上的便利，使得硫化物固态电解质成为了目前无机固态电解质研究的热点方向之一。对于硫化物固态电解质而言，硫化物固态电解质...
【技术保护点】
1.低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯，其特征在于，包括依次叠合的正极层、电解质层和负极层；/n所述正极层由正极压制粉末压制而成，所述正极压制粉末包括混合均匀的正极材料粉体和硫化物固态电解质粉体；/n所述电解质层由电解质压制粉末压制而成，所述电解质压制粉末为硫化物固态电解粉体；/n所述负极层由负极压制粉末压制而成，所述负极压制粉末包括混合均匀的负极材料粉体和硫化物固态电解质粉体；/n所述正极压制粉末、电解质压制粉末、负极压制粉末中的硫化物固态电解质粉体为各自独立选择的成分，其可相同或不同；/n所述正极层和电解质层之间还设有第一界面层，所述负极层与电解质层之间还设有第二界面层，所述第一界面层和第二界面层为SEI膜混合层，所述SEI膜混合层为电解质层在大于等于600 MPa的压力，或300 ℃、1-10 MPa环境下与对应一侧的正极层或负极层发生界面反应后形成的。/n
【技术特征摘要】
1.低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯，其特征在于，包括依次叠合的正极层、电解质层和负极层；
所述正极层由正极压制粉末压制而成，所述正极压制粉末包括混合均匀的正极材料粉体和硫化物固态电解质粉体；
所述电解质层由电解质压制粉末压制而成，所述电解质压制粉末为硫化物固态电解粉体；
所述负极层由负极压制粉末压制而成，所述负极压制粉末包括混合均匀的负极材料粉体和硫化物固态电解质粉体；
所述正极压制粉末、电解质压制粉末、负极压制粉末中的硫化物固态电解质粉体为各自独立选择的成分，其可相同或不同；
所述正极层和电解质层之间还设有第一界面层，所述负极层与电解质层之间还设有第二界面层，所述第一界面层和第二界面层为SEI膜混合层，所述SEI膜混合层为电解质层在大于等于600MPa的压力，或300℃、1-10MPa环境下与对应一侧的正极层或负极层发生界面反应后形成的。
2.根据权利要求1所述的低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯，其特征在于，所述正极材料粉体为钴酸锂材料、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料中的一种。
3.根据权利要求2所述的低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯，其特征在于，所述电解质层中硫化物固态电解质粉体成分为硫银锗矿类硫化物锂离子固体电解质。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
A、将均匀混合有负极材料粉体和硫化物固态电解质粉体的负极压制粉末放置入模具内冷等静压成型负极层；
B、在负极层上表面均匀摊铺一层电解质压制粉末，冷等静压成型得到压合为一体的负极层和电解质层；
C、在电解质层上表面铺装一层包含均匀混合有正极材料粉体和硫化物固态电解质粉体的正极压制粉末，冷等静压成型压合为一体的负极层、电解质层和正极层，得到预制电芯；
D、取出预制电芯后，在正极层和负极层的外侧向电解层方向施加1~10MPa的压力，并在300~500℃下高温处理5~10min，得到成品电芯；
或包括以下步骤，
A、将均匀混合有正极材料粉体和硫化物固态电解质粉体的正极压制粉末放置入模具内冷等静压成型正极层；
B、在正极层上表面均匀摊铺一层电解质压制粉末，冷等静压成型得到压合为一体的正极层和电解质层；
C、在电解质层上表面均匀摊铺一层包含均匀混合有负极材料粉体和硫化物固态电解质粉体的负极压制粉末，冷等静压成型压合为一体的正极层、电解质层和负极层，得到预制电芯；
D、取出预制电芯后，在正极层和负极层的外侧向电解层方向施加1~10MPa的压力，并在300~500℃下高温处理5~10min，得到成品电芯...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晓雄，黄晓，张秩华，吴林斌，
申请(专利权)人：浙江锋锂新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33