[发明专利]高容量固态复合正极、固态复合隔膜、固态可充电锂电池及其制造方法

权利要求书

1.一种固态复合正极，包含分散在无定形无机离子导电金属氧化物中的活性正极材料。

2.根据权利要求1所述的固态复合正极，其中所述无定形无机离子导电金属氧化物是选自由无定形锂镧锆氧化物和无定形锂碳镧锆氧化物组成的组中的至少一种材料。

3.根据权利要求1所述的固态复合正极，还包含分散在所述无定形无机离子导电金属氧化物中的电子导电材料。

4.根据权利要求3所述的固态复合正极，其中所述电子导电材料包含碳。

5.根据权利要求1所述的固态复合正极，还包含分散在所述无定形无机离子导电金属氧化物中的另外的离子导电粉末。

6.根据权利要求5所述的固态复合正极，其中所述另外的离子导电粉末选自由锂铝锗磷酸盐、锂铝钛磷酸盐、锂镧锆氧化物、锂碳镧锆氧化物和锂镧钛氧化物组成的组。

7.根据权利要求1所述的固态复合正极，其中所述正极由包括以下步骤的方法制备：

(a)制备包含活性正极材料和所述无定形无机离子导电金属氧化物的前体的浆料；

(b)由所述浆料形成膜；以及

(c)加热所述膜以形成所述无定形无机离子导电金属氧化物，其中所述活性正极材料分散在所述无定形无机离子导电金属氧化物中。

8.根据权利要求2所述的固态复合正极，其中所述正极由包括以下步骤的方法制备：

(a)制备包含活性正极材料以及锂、镧、锆和氧的化合物和/或锂、碳、镧、锆和氧的化合物的浆料；

(b)由所述浆料形成膜；以及

(c)加热所述膜以形成无定形锂镧锆氧化物和无定形锂碳镧锆氧化物中的至少一种，其中所述活性正极材料分散在至少一种所述氧化物中。

9.根据权利要求8所述的固态复合正极，其中步骤(c)包括：

(i)在富含臭氧、低湿度的空气中在70-130℃加热所述膜；以及

(ii)在低湿度空气中在280-350℃加热所述膜。

10.根据权利要求1所述的固态复合正极，其中所述活性正极材料处于粉末形式并且不含表面杂质。

11.根据权利要求7所述的固态复合正极，其中所述膜具有1微米至1mm的厚度。

12.一种固态可充电锂电池，包括根据权利要求1所述的固态复合正极、固体电解质和基于锂的负极。

13.一种制备固态复合正极的方法，包括：

(a)制备包含活性正极材料和无定形无机离子导电金属氧化物的前体的浆料；

(b)由所述浆料形成膜；以及

(c)加热所述膜以形成所述无定形无机离子导电金属氧化物，其中所述活性正极材料分散在所述无定形无机离子导电金属氧化物中。

14.根据权利要求13所述的制备固态复合正极的方法，其中所述无定形无机离子导电金属氧化物选自由锂镧锆氧化物和锂碳镧锆氧化物组成的组，以及其中步骤(a)包括制备包含所述活性正极材料以及锂、镧、锆和氧的化合物的浆料。

15.根据权利要求14所述的制备固态复合正极的方法，其中步骤(c)包括：

(i)在富含臭氧、低湿度的空气中在70-130℃加热所述膜；以及

(ii)在低湿度空气中在280-350℃加热所述膜。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述浆料包含溶解在溶剂中的醇镧、醇锂和醇锆。

17.根据权利要求15所述的方法，其中富含臭氧的所述空气含有至少0.05ppm的臭氧。