[发明专利]一种界面修饰的固态石榴石型电池及其制备方法

权利要求书

1.一种界面修饰的固态石榴石型电池，其特征在于包括正极、凝胶电解质层、石榴石型陶瓷电解质层和锂金属负极，石榴石型陶瓷电解质层的两侧均涂有凝胶电解质层，正极贴在石榴石型陶瓷电解质层一侧的凝胶电解质层上，锂金属负极贴在石榴石型陶瓷电解质层另一侧的凝胶电解质层上。

2.根据权利要求1所述界面修饰的固态石榴石型电池，其特征在于所述正极包括正极活性材料、粘结剂和电子导电剂，正极活性材料、粘结剂和电子导电剂的质量比为(70-90)：(15-5)：(15-5)。

3.根据权利要求2所述界面修饰的固态石榴石型电池，其特征在于所述正极活性材料为磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂、锰酸锂和三元材料中的一种；所述粘结剂为聚偏二氟乙烯；所述电子导电剂为导电碳黑、乙炔黑和科琴黑中的一种。

4.根据权利要求3所述界面修饰的固态石榴石型电池，其特征在于所述石榴石型陶瓷电解质层为钽、铌、钨、铝、镓元素掺杂的锆酸镧锂陶瓷电解质层。

5.根据权利要求4所述界面修饰的固态石榴石型电池，其特征在于所述凝胶电解质是将高分子单体、锂离子电池电解液和热引发剂均匀混合后，在50～80℃温度下原位聚合3～48h制得；其中高分子单体、锂离子电池电解液和热引发剂的质量比为(1～5)：(8～20)：(0.01～0.05)。

6.根据权利要求5所述界面修饰的固态石榴石型电池，其特征在于所述高分子单体为聚乙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、碳酸亚乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇二缩水甘油醚中的一种；所述锂离子电池电解液为LB-301、LB-302和LB-303中的一种；所述热引发剂为过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁腈中的一种。

7.一种如权利要求6所述界面修饰的固态石榴石型电池制备方法，其特征在于具体制备过程包括如下步骤：

(1)将正极活性材料、粘结剂和电子导电剂按照(70-90)：(15-5)：(15-5)的值相比均匀分散至溶剂中，得到正极浆料；再将正极浆料涂覆至集流体铝箔上烘干后得到正极；其中烘干温度为60～120℃，烘干时间为12～48h；

(2)将高分子单体、锂离子电池电解液和热引发剂按照(1～5)：(8～20)：(0.01～0.05)的质量比进行磁力搅拌，直至混合均匀，得到原位聚合凝胶电解质的前驱体；

(3)将步骤(2)中得到原位聚合凝胶电解质的前驱体1～5微升涂至石榴石型陶瓷电解质层的一侧，然后贴上步骤(1)中烘干后的正极；

(4)将步骤(2)中得到原位聚合凝胶电解质的前驱体1～5微升涂至石榴石型陶瓷电解质的另一侧，然后贴上锂金属负极；

(5)将步骤(4)得到的带有正极、石榴石型陶瓷电解质、负极的单元封装至纽扣电池壳中得到纽扣电池；

(6)将纽扣电池直接置入烘箱中，设置烘箱温度为50～80℃，加热3～48h后得到采用原位聚合凝胶电解质进行界面修饰的固态石榴石型电池。

8.根据权利要求7界面修饰的固态石榴石型电池制备方法，其特征在于所述步骤(1)中所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺。