[发明专利]一种正极板及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种正极板及其制备方法和用途，本发明所述正极板的制备过程中加入助熔剂和配合剂，所述助熔剂为四氟硼酸锂；所述配合剂包括聚碳酸酯粉末和/或聚甲基丙烯酸甲酯；上述助熔剂和配合剂的加入有效降低了正极板的成型温度，同时，能填充正极板中的孔隙，降低正极板的孔隙率，从而降低界面电阻，提高锂离子电导率，增加正极板压实密度，增加正极板的体积能量密度。

技术领域

本发明涉及电池材料，尤其涉及一种正极板及其制备方法和用途。

背景技术

固态电池的电极和电解质都由固态物质制成，其固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液，同时也克服了锂枝晶现象，即使在较高的温度下使用，也不会着火，因而安全性更高。但固态电池中没有液体的浸润，固体材料间不可避免的存在孔隙，由于界面的接触性较差，固态锂电池中电极与固体电解质之间形成的固固界面具有更高的接触电阻，同时界面相容性和界面稳定性也显著影响固态锂电池的循环性能和倍率性能。另一方面，由于固态电解质材料多以粉体颗粒或薄膜的形式存在于正极中，而且具备不可压缩性，固态电解质实际上会在正极中占据更多的体积，这样会进一步降低全固态锂电池电芯的质量及体积能量密度。

CN109742357A公开了一种具有多层结构的复合正极材料，包括正极基材核心、碳材料层和固态电解质材料层，碳材料层包覆于所述正极基材核心的外侧，固态电解质材料层包覆于所述碳材料层的外侧，通过纺丝和烧结过程制得，材料具有电阻小、电子传导率快，良好的结构稳定性和长效循环性。但该复合材料仍不能避免颗粒间的孔隙的存在，颗粒的界面接触较差，界面电阻依然较高。

CN106129332A公开了一种高离子电导全固态复合正极片，通过包覆制备高离子电导复合正极活性纳米材料CNT@Li₂S，然后将高离子电导复合正极活性材料CNT@Li₂S、导电剂以及粘结剂与有机溶剂混合，分散，充分搅拌，涂布得到高离子电导的复合正极片。CN107591536A公开了一种凝胶复合正极片，包括正极活性物质、导电剂、凝胶电解液、粘接剂和集流体，其中粘接剂、导电剂、凝胶电解液和所述正极活性物质在集流体的表面形成层状结构。导电剂和凝胶电解液可均匀的分散在所述正极活性物质之间，并通过所述粘接剂关联。这种方法有利于提高电解质和正极材料间的界面接触，但凝胶电解质的机械强度较差，且电导率较低，仍是一个待解决的难题。

上述文献虽然公开了一些正极板及其制备方法，但仍存在着正极板孔隙率大、压实密度低、锂离子电导率低、固态电解质与正极材料界面电阻高、且正极板的制备过程需要高温、高压条件的问题，目前的研究仍主要关注于固态电解质材料性能的提升，对全固态电池正极板的结构和制备的技术研究仍然较少，固态电极中的浸润性和接触性问题尚待解决，因此，开发一种具有较低孔隙率、较高压实密度和锂离子电导率的正极板的制备方法及其产品仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于一种正极板及其制备方法和用途，本发明所述正极板的制备过程中加入助熔剂和配合剂，所述助熔剂为四氟硼酸锂，所述配合剂包括聚碳酸酯粉末和/或聚甲基丙烯酸甲酯等；上述助熔剂和配合剂的加入有效降低了正极板的成型温度，同时，能填充正极板中的孔隙，降低正极板的孔隙率，从而降低界面电阻，提高锂离子电导率，增加正极板压实密度，增加正极板的体积能量密度。同时聚碳酸酯中的氧可以与锂离子形成配位键，而促进四氟硼酸锂中锂的电离和迁移，提高电极板的锂离子迁移率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种正极板的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将助熔剂、配合剂、导电剂、粘结剂、溶剂、正极材料和固态电解质混合，球磨得到浆料，所述助熔剂为四氟硼酸锂，所述配合剂包括聚碳酸酯粉末和/或聚甲基丙烯酸甲酯；

(2)将步骤(1)得到的浆料涂覆在集流体上，干燥，加热压制，得到所述正极板。