[发明专利]一种全固态锂电池及其制备方法

权利要求书

1.一种全固态锂电池，其特征在于，包括正极、固态电解质层、修饰层和负极；所述固态电解质层介于所述正极和所述修饰层之间；所述修饰层为介于固态电解质层与负极之间的三维结构黑磷；所述修饰层的厚度为10-1000nm，孔分布在20-100nm之间。

2.根据权利要求1所述的全固态锂电池，其特征在于，所述正极的活性物质为LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、Li₃V₂(PO₄)₃、Li₃V₃(PO₄)₃、LiVPO₄F、Li₂CuO₂、Li₅FeO₄、TiS₂、V₂S₃、FeS、FeS₂、TiO₂、Cr₃O₈、V₂O₅、MnO₂、LiCo_xNi_1-x-yAl_yO₂、LiFe_pMn_qX_1-p-qO₄、Li_1+sL_1-p-qM_pN_qO₂和LiYS_r中的一种或几种；

其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，0≤p≤1，0≤q≤1，0≤p+q≤1，-0.1≤s≤0.2，1≤r≤2.5；X为Al、Mg、Ga、Cr、Co、Ni、Cu、Zn和Mo的至少一种，L、M、N各自独立地为Li、Co、Mn、Ni、Fe、Al、Mg、Ga、Ti、Cr、Cu、Zn、Mo、F、I、S和B中的至少一种，Y为Ti、Fe、Ni、Cu、Mo中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的全固态锂电池，其特征在于，所述固态电解质层为钙钛矿型、NASICON型、石榴石型、硫化物型中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的全固态锂电池，其特征在于，所述负极为金属锂或者金属锂的合金。

5.一种全固态锂电池制备方法，其特征在于，所述全固态锂电池为权利要求1-4任一项所述的全固态锂电池，所述修饰层的制备步骤包括：

步骤1：按40-60:2:1的比例称取红磷、碘化锡和锡粉，将三者混合后在密闭条件下加热，得到黑色粉末；

步骤2：将黑色粉末用丙酮洗涤多次后，干燥；

步骤3：将步骤2干燥后的产物分散于溶剂之中得到分散液，将分散液置于水热反应釜中反应一段时间，得到黑色凝胶；

步骤4：将黑色凝胶喷涂在固体电解质层和/或负极上，干燥后得到修饰层。

6.根据权利要求5所述的全固态锂电池制备方法，其特征在于，步骤1中的混合方式为低速球磨。

7.根据权利要求5所述的全固态锂电池制备方法，其特征在于，步骤1中的加热条件为惰性气氛，所述惰性气氛包括氮气、氩气中的一种或两种。

8.根据权利要求5所述的全固态锂电池制备方法，其特征在于，步骤3中的分散液浓度为1-20mg/mL。

9.根据权利要求5所述的全固态锂电池制备方法，其特征在于，步骤3中的反应时间为12-36h，反应温度为100-180℃。

10.根据权利要求5所述的全固态锂电池制备方法，其特征在于，步骤3中的溶剂包括乙醇、乙二醇、丙三醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。