[发明专利]一种全固态锂离子电池复合型正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全固态锂离子电池复合型正极材料，包括固态电解质，所述固态电解质的化学式为Li_1.3Ti_1.7Al_0.3(PO₄)₃(LATP)，所述固态电解质的形状为纳米纤维状。本发明通过在有机溶剂中添加不同比例的烧结助剂，选用烧结助剂，降低电解质的烧结温度，降低材料的晶界阻抗，达到提高电导率的目的，通过将固体电解质烧结片放置于静电纺丝机中加工，调控纺丝工艺参数，确定最佳工艺条件，实现了以钴酸锂为代表的电极材料纳米形貌的可控制备，可以在制备固体电极/固体电解质时最大限度地发挥固体电极材料本体的电导性能，提升电极反应性能。

技术领域

本发明涉及电池制造领域，特别涉及一种全固态锂离子电池复合型正极 材料及其制备方法。

背景技术

无论从能源转换的新需求的大层面来看，还是从日常身边的一块小小的 电池的小层面来看，各类电化学储能装置定将得到较大程度的研发。在各类 电化学储能装置中，锂离子电池具有广泛的适用性，20世纪90年代碳材料高 效可逆的锂离子嵌入脱出现象的发现及其较低嵌入脱出电压特性，与 J.Goodenough等发现的LiCoO2正极材料一起，使摇椅式锂离子电池的商业化 成为了可能。之后日本Sony公司分别以LiCoO2及碳材料为正负极材料，率 先实现了商业化。在90年代末，磷酸铁锂材料被提出并被进一步改性，逐渐 成为另一种商业化材料。其后，Li-Ni-Co-Mn-O(NCM)、Li-Ni-Co-Al-O(NCA)、 LiMn2O4(LMO)等材料也逐步走向成熟，部分材料已经进入商业化阶段。目 前锂离子电池已经比较成熟，但面临着新需要的不断挑战，进一步提高其性 能仍是当前科研工作者关注的热点，固体电极与固体电解质界面性能直接影 响电池的性能。如何提高界面的锂离子传输性能是研究的重点。固体电极/固 体电解质界锂离子传输速率与固体电解质的锂离子传导性、固体电极的锂离 子传导性紧密相关，电极、电解质锂离子电导率高则有利于界面锂离子传输。 电极是完成电化学反应的场所，也需要电极具有很高电子传导性，需要最大 限度地发挥固体电极材料本体的电导性能，从而提升电极反应性能，因此， 发明一种全固态锂离子电池复合型正极材料及其制备方法来解决上述问题很 有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全固态锂离子电池复合型正极材料及其制备 方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全固态锂离子电池复 合型正极材料，包括固态电解质，所述固态电解质的化学式为 Li_1.3Ti_1.7Al_0.3(PO₄)₃(LATP)，所述固态电解质的形状为纳米纤维状。

优选的，所述固体电解质为电导率大于4.0×10^-4S/cm固体电解质。

优选的，所述固体电解质包括原料和辅料，原料包括Li₂CO₃(AR)、TiO₂(AR)、 Al₂O₃(AR)和NH₄H₂PO₄(AR)，辅料包括分散剂聚丙烯酸铵、粘结剂PVA、塑化剂 丙三醇、烧结助剂和水。

优选的，本发明还提供一种全固态锂离子电池复合型正极材料的制备方 法，具体制备方法为：

(1)以Li₂CO₃(AR)、TiO₂(AR)、Al₂O₃(AR)和NH₄H₂PO₄(AR)为原料，按化学 式Li_1.3Ti_1.7Al_0.3(PO₄)₃(LATP)计算称料；