[发明专利]一种硫化物固态电池用缓冲层及其制备方法和固态电池

权利要求书

1.一种硫化物固态电池用缓冲层的制备方法，其特征在于，所述硫化物固态电池用缓冲层包括聚合物材料、碳酸乙烯酯；所述聚合物材料为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯类共聚物、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯类共聚物中的至少一种；制备方法包括以下步骤：

步骤1：将聚合物材料和碳酸乙烯酯分别按照0.1~0.5g/mL和0.05~0.2g/mL的浓度溶于溶剂中，60℃搅拌形成聚合物溶液；

步骤2：将聚合物溶液均匀涂覆在电极片表面，常温下静置8小时后转移至真空烘箱中，80℃烘烤6小时，待溶剂完全挥发后即在电极片上形成缓冲层。

2.如权利要求1所述的一种硫化物固态电池用缓冲层的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为碳酸二甲酯。

3.如权利要求1所述的一种硫化物固态电池用缓冲层的制备方法，其特征在于，所述均匀涂覆在电极片上的聚合物溶液的体积为0.2~1mL。

4.一种固态电池，包括硫化物复合正极层、权利要求1所述的硫化物固态电池用缓冲层、硫化物固态电解质层、金属锂负极层；所述硫化物固态电池用缓冲层设置在硫化物复合正极层与硫化物固态电解质层之间以及金属锂负极层与硫化物固态电解质层之间；所述硫化物复合正极层包括正极活性材料、导电剂、硫化物固态电解质、聚合物材料；所述正极活性材料为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料和富锂锰基材料中的至少一种；所述导电剂为纳米碳纤维、SuperP、乙炔黑、KS6、CNT或石墨烯中的至少一种；所述的硫化物固态电解质为式(Ⅰ)~(Ⅲ)中的至少一种：

Li_4-xGe_1-xP_xS₄，0x1，式Ⅰ；

Li_10+yG_1+yP_2-yS₁₂，y=0或1，G选自Ge，Si或Sn，式Ⅱ；

Li_3+5zP_1-zS₁₂，0z0.27，式Ⅲ。

5.如权利要求4所述的一种固态电池，其特征在于，所述聚合物材料为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯类共聚物、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯类共聚物中的至少一种。

6.如权利要求4所述的一种固态电池，其特征在于，所述的硫化物复合正极层的制备方法包含以下步骤：

步骤1：将硫化物电解质加入到流动态聚合物中，获得含硫化物电解质的聚合物溶液；

步骤2：将正极活性材料、含硫化物电解质的聚合物溶液及导电剂充分混合成膏状；

步骤3：将步骤2得到的膏状物转移至真空烘箱中，60℃烘烤6小时，待溶剂完全挥发后取出研磨，得到复合正极材料；

步骤4：将复合正极材料粉末压制成片，即得到硫化物复合正极；

步骤1所述的含硫化物固态电解质的聚合物溶液浓度为15~55mg/mL；

步骤2所述的正极活性物质在硫化物电解质的聚合物溶液中的含量为35~75mg/mL。