[发明专利]一种固态电池及其制备方法

说明书

本发明公开一种固态电池及其制备方法，制备方法包括以下步骤：制备正极极片；在正极极片表面涂覆固态电解质浆料，烘干，冷压制得正极与固态电解质层极片；将贵金属覆盖于锂片表面制备得负极与贵金属层极片；将正极与固态电解质层极片与负极与贵金属层极片经过分条，模切，裁片，卷绕/叠片，热压，封装，干燥，封口，化成，老化，分容后，得到成品电芯；本发明制得的固态电芯其锂电极和固态电解质层之间的贵金属与Li形成合金，有效抑制锂枝晶形成，提高电池性能。

技术领域

本发明涉及化学能源技术领域，特别是涉及一种低内阻长循环的固态电池 及其制备方法。

背景技术

对于电极材料升级来说，出于自身理论克容量的限制，发开难度较大，近 年来并没有什么跨越式的发展，现有的材料无法满足电池能量密度要求达到 500Wh/kg的目标要求。

故本发明针对化学体系进行升级，即由液态电池升级至固态电池。传统液 态电池中，还有大量电解液，其比重占总重量的15％-30％对重量能量密度有很大 的影响；同时，电解液易燃、易爆、易挥发等性质，极大的降低了体系的安全 性能。固态电池是一种以固态电解质代替液态电解液的新型体系电芯，除可提 升体系安全性能外，可有效减少电解质的占比，增加活性物质比例，从而提升 克容量。

固态电解质的应用效果并不是很理想，为提升能量密度，负极最优方案为 锂金属，但锂金属性质活泼，极易与体系杂质反应，同时存在界面间阻抗过大， 体系倍率及循环性能不佳等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态电池制备方法，该发明通过在锂电极表面 覆盖有贵金属，贵金属与Li形成合金，抑制锂枝晶形成，提高电池性能。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种固态电池制备方法，包括 以下步骤：

步骤一、正极极片制备

将正极组成物质混合成均匀浆料，将正极层浆料均匀涂布在正极集流体两 侧，烘干，冷压后得到正极极片；

步骤二、正极与固态电解质层极片制备

将固态电解质层中材料混合成均匀浆料，将混合均匀浆料均匀涂覆于正极 极片，烘干，冷压；制得正极与固态电解质层极片；

步骤三、负极与贵金属层极片制备

将贵金属覆盖于锂片表面制备得负极与贵金属层极片；

将正极与固态电解质层极片与负极与贵金属层极片经过分条，模切，裁片， 卷绕/叠片，热压，封装，干燥，封口，化成，老化，分容后，得到成品电芯。

优选所述步骤三中贵金属通过流延法、溅射法、痕量涂布法或者喷淋法中的 一种覆盖于锂片表面。将贵金属通过上述工艺均匀覆盖于锂片表面，贵金属的 涂覆对锂片的形貌具有一定的自适应性，利于锂片表面均布有贵金属层，利于 贵金属层中的贵金属颗粒与锂金属之间的合金化，且贵金属颗粒之间空间为锂 的形貌变化提供缓冲。进一步优选，本发明使用喷淋法将贵金属层喷淋到锂金 属层表面，此法得到的贵金属层更为均匀，用量控制更精确；喷淋法喷淋贵金 属利用电弧或火焰等热源，将贵金属材料熔化并在高压空气的作用下雾化，雾 化后的金属粒子以高速喷涂在锂金属膜层表面积间隙中，可有效阻挡锂金属与 固态电解质直接接触，且用量可精确控制；

喷淋法工艺设置在涂布机机尾，锂金属负极极片制成后，在收卷前，进行喷 涂贵金属，此工艺对原有工艺节拍影响较小，原工艺设备无需改变，只需加装 一台喷涂机即可，设备改造成本较小。

优选所述贵金属层厚度为2μm至4μm，贵金属层质量为负极与贵金属层极 片总质量的0.05％至0.5％。进一步优选，贵金属用量占负极用量的0.05％-0.2％； 贵金属用量越少，对锂金属负极弹性参数的影响越小，但用量过小，无法完全 阻挡锂金属与固态电解质层接触。