[发明专利]一种高电压型复合固态正极及其制备方法和包含该正极的全固态电池及其制备方法

权利要求书

1.一种全固态电池，其特征在于：包括高电压型固态正极、聚合物基固态电解质和固态负极，所述高电压型固态正极孔隙被聚合物基固态电解质填充，随后将填充后的高电压型固态正极与聚合物基固态电解质和固态负极三者进行叠片，真空热压封装，得到全固态电池，所述高电压型固态正极包括高电压型活性材料、导电剂材料和聚偏氟乙烯，所述高电压型活性材料占正极质量比为60％～80％，所述导电剂材料占正极质量比为0.2％～10％，所述聚偏氟乙烯占正极质量比为15％～30％，将高电压型活性材料、导电剂材料和聚偏氟乙烯在有机溶剂中充分混合后涂覆于正极集流体铝箔表面，在60-120℃下加热干燥2min-10h后获得高电压型固态正极，得到的高电压型固态正极中，聚偏氟乙烯包覆在高电压型活性材料的表面。

2.根据权利要求1所述的一种全固态电池，其特征在于：所述高电压型活性材料为4V级正极材料或5V级正极材料。

3.根据权利要求2所述的一种全固态电池，其特征在于：所述4V级正极材料包括LiCoO₂、LiCoPO₄、LiNi_0.5Mn_0.5O₂、LiMn_xFe_1-xPO₄、LiNi_yCo_zMn_1-y-zO₂中的一种，所述LiMn_xFe_1-xPO₄中的0＜x＜1，所述LiNi_yCo_zMn_1-y-zO₂中的0＜y,0＜z，y+z＜1，所述5V级正极材料为LiNi_0.5Mn_1.5O₂。

4.根据权利要求1所述的一种全固态电池，其特征在于：所述导电剂材料为乙炔黑、SuperP、碳纳米管、VGCF中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种全固态电池，其特征在于：所述聚偏氟乙烯的分子量为100000～2000000。

6.根据权利要求1所述的一种全固态电池，其特征在于：所述高电压型固态正极的制备方法为：将所述高电压型活性材料、导电剂材料和聚偏氟乙烯在有机溶剂中充分混合后得到均相混合物浆料，将均相混合物浆料涂覆于正极集流体铝箔表面，在60-120℃下加热干燥2min～10h后将有机溶剂挥发后获得高电压型固态正极，所述均相混合物浆料中固形物的质量分数为50～80％。

7.根据权利要求6所述的一种全固态电池，其特征在于：所述有机溶剂为氮甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺的至少一种。

8.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于：所述全固态电池包括高电压型固态正极、聚合物基固态电解质和固态负极，所述固态负极为金属锂基负极或者石墨基负极。

9.一种权利要求1-8任一权利要求所述的全固态电池的制备方法，其特征在于：所述高电压型固态正极孔隙被聚合物基固态电解质填充，随后将填充后的高电压型固态正极与聚合物基固态电解质和固态负极三者进行叠片真空热压封装，得到全固态电池，所述真空热压封装的真空度为10^-1～10^-4Pa，热压温度为60～200℃，热压时间为1min～1h，热压压力为0.1～20MPa/cm²。

10.根据权利要求9所述的全固态电池的制备方法，其特征在于：所述高电 压型固态正极孔隙的填充方法为溶液浇铸法或真空热压法，所述溶液浇铸法为将聚合物基固态电解质溶液浇铸于高电 压型固态正极孔隙后进行干燥固化，干燥温度为50～120℃，干燥时间为2min～10h；所述真空热压法为将聚合物基固态电解质膜与高电 压型固态正极叠片后进行真空热压以达到孔隙填充的效果，所述真空热压法的真空度为10^-1～10^-4Pa，热压温度为60～200℃，热压时间为2min～1h，热压压力为0.1～20MPa/cm²。