[发明专利]一种全固态锂电池及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201910665057.6 申请日: 2019-07-23
公开(公告)号: CN110534796A 公开(公告)日: 2019-12-03
发明(设计)人: 袁号;李素丽;赵伟;唐伟超;李俊义;徐延铭 申请(专利权)人: 珠海冠宇电池有限公司
主分类号: H01M10/0525 分类号: H01M10/0525;H01M10/0562;H01M10/058;H01M10/42
代理公司: 11205 北京同立钧成知识产权代理有限公司 代理人: 张子青;刘芳<国际申请>=<国际公布>=
地址: 519180 广东省*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 固态电解质 钙钛矿层 全固态锂电池 正极 负极 钙钛矿材料 界面电阻 循环寿命 主体材料 制备
【权利要求书】:

1.一种全固态锂电池,包括固态电解质,以及位于所述固态电解质两侧的正极和负极,其特征在于,还包括:第一反钙钛矿层、第二反钙钛矿层;

其中,所述第一反钙钛矿层位于所述固态电解质和正极之间,所述第二反钙钛矿层位于所述固态电解质和负极之间,所述固态电解质的组成包括主体材料和反钙钛矿材料。

2.根据权利要求1所述的全固态锂电池,其特征在于,所述第一反钙钛矿层的材料、所述第二反钙钛矿层的材料以及固态电解质中的反钙钛矿材料选自锂基反钙钛矿材料。

3.根据权利要求2所述的全固态锂电池,其特征在于,所述锂基反钙钛矿材料选自Li3OF、Li3OCl、Li3OBr、Li3OI、Li3OCl0.5Br0.5、Li3OBH4、Li3SBF4、Li3S(BF4)0.5Cl0.5中的一种。

4.根据权利要求1-3任一所述的全固态锂电池,其特征在于,所述第一反钙钛矿层的厚度为30nm-1μm,所述第二反钙钛矿层的厚度为10nm-1μm。

5.根据权利要求1-4任一所述的全固态锂电池,其特征在于,所述主体材料为钙钛矿型、钠超离子导体型、石榴石型中的一种。

6.根据权利要求5所述的全固态锂电池,其特征性在于,所述主体材料选自Li3xLa2/3-xTiO3、Li1+zAlzTi2-z(PO4)3、Li5La3M2O12、Li7La3Zr2O12中的一种;

其中,0<x≤2/3,0<z≤2,M选自Ta或Nb的一种。

7.根据权利要求6所述的全固态锂电池,其特征性在于,所述反钙钛矿材料在所述固态电解质中的质量含量为0.1-5%。

8.根据权利要求1所述的全固态锂电池,其特征在于,所述正极包括三元材料、钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍酸锂、镍锰酸锂、富锂锰基材料中的一种,所述负极包括金属锂。

9.一种权利要求1-8任一所述的全固态锂电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

将固态电解质的主体材料与反钙钛矿材料混合并碾磨均匀后,压制成固态电解质前体,对所述固态电解质前体进行退火烧结,得到固态电解质;

在所述固态电解质的一侧或正极的一侧沉积第一反钙钛矿层;

在负极的一侧或固态电解质的另一侧沉积第二反钙钛矿层;

将所述正极、固态电解质以及负极进行组装,得到所述全固态锂电池。

10.根据权利要求9所述的全固态锂电池的制备方法,其特征在于,所述退火烧结中,温度为100-500℃,时间为18-36h。

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