[发明专利]一种多孔三元复合正极片及其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种多孔三元复合正极片，其特征在于：多孔三元正极片包括如下材料：三元主材、导电剂、粘结剂、快离子导体、锂盐以及造孔剂，各材料的质量份分别为：三元主材：80‑90份，导电剂：1‑5份，粘结剂：2‑5份，快离子导体：2‑15份，锂盐：3‑10份，造孔剂：2‑5份。优点是：在本发明中，使得固态电解质灌注至极片内部，在改善电极/电解质界面相容性的同时，也增强了极片内部离子传输的能力，提升了固态电池整体的电化学性能；本发明多孔三元复合片应用于固态电池领域，具备大规模批量生产的可能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，涉及了一种多孔三元复合正极片，还涉及一种多孔三元复合正极片的制备方法，更涉及一种多孔三元复合正极片的应用。

背景技术

全固态锂离子电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液，有望从根本上解决电池安全性问题，是电动汽车和规模化储能理想的化学电源，其关键主要包括制备高室温电导率和电化学稳定性的固态电解质以及适用于全固态锂离子电池的高能量电极材料、改善电极/固态电解质界面相容性。

虽然固态电解质与电极材料界面基本不存在固态电解质分解的副反应，但是固体特性使得电极/电解质界面相容性不佳，界面阻抗太高严重影响了离子的传输，最终导致固态电池的循环寿命低、倍率性能差。另外，能量密度也不能满足大型电池的要求。对于电极材料的研究主要集中在两个方面：一是对电极材料及其界面进行改性，改善电极/电解质界面相容性；二是开发新型电极材料，从而进一步提升固态电池的电化学性能，全固态电池正极一般采用复合电极，除了电极活性物质外还包括固态电解质和导电剂，在电极中起到传输离子和电子的作用，LiCoO2、LiFePO4、LiMn2O4等氧化物正极在全固态电池中应用较为普遍。为改善电极/电解质界面相容性，本发明开发了一种制备多孔正极片的方法，并将固态电解质灌注至极片内部，在改善电极/电解质界面相容性的同时，可增强极片内部离子传输的能力，有望提升固态电池整体的电化学性能。

发明内容

本发明的目的是：针对上述不足，提供一种多孔三元复合正极片及其制备方法及其应用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多孔三元复合正极片，其特征在于：多孔三元正极片包括如下材料：三元主材、导电剂、粘结剂、快离子导体、锂盐以及造孔剂，各材料的质量份分别为：三元主材：80-90份，导电剂：1-5份，粘结剂：2-5份，快离子导体：2-15份，锂盐：3-10份，造孔剂：2-5份。

三元主材包括镍钴锰酸锂(532,622,811),同时可替换为钴酸锂，磷酸铁锂，富锂锰基或锰酸锂。

导电剂为Surpe-P，乙炔黑，KS-6，CNT或石墨烯。

粘结剂为聚偏氟乙烯。

快离子导体为锂镧锆氧，锂镧钛氧或锂镧锆钽氧。

锂盐为LiTFSI，LiClO₄，LiBF₄，LiPF₆或LiAsF₆。

造孔剂为聚乙烯吡咯烷酮，尿素，碳酸氨，低沸点醇类或酮类，所述醇类或酮类为甲醇，乙醇，丙酮。

一种多孔三元复合正极片的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将三元主材、导电剂、粘结剂、快离子导体、以及锂盐混合均匀后分散在N-甲基吡咯烷酮溶液中；

步骤二：用真空行星搅拌机充分搅拌均匀以得到正极浆料；

步骤三：之后加入分散均匀的造孔剂，用真空行星搅拌机充分搅拌均匀，得到复合正极浆料；