[发明专利]全固态锂电池正极片及其制备方法以及全固态锂电池

说明书

本发明提供一种全固态锂电池正极片及其制备方法以及全固态锂电池，所述全固态锂电池正极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体上的功能层，所述功能层的原料包括含锂活性材料、导电剂、固态电解质及聚离子液体。本发明提供的全固态锂电池正极片具有较高的离子电导率等特性，并使得采用该正极片形成的全固态锂电池具有较高的离子电导率、较低的阻抗、较高的放电容量等优良性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种全固态锂电池正极片及其制备方法以及全固态锂电池。

背景技术

近年来，随着对于能源需求的不断增长，温室效应等环境污染问题也日趋严重，因此迫切需要开发一些新型能源及相关设备器件来缓解或者解决能源问题。锂离子电池自诞生以来，就因其具有相对较高能量密度、长循环寿命、高单体电压以及环境友好等优点被广泛应用于数码3C、电动汽车甚至大型储能电站中。

锂离子电池可分为液态锂离子电池和固态锂离子电池，其中，液态锂离子电池所使用的有机电解液具有高活性，特别是当电池内部遇到如碰撞、短路等情况时，会加剧电极与电解液的氧化还原反应，导致电池热失控甚至出现燃烧、爆炸等安全事故，而固态电池采用的是不易燃的固态电解质作为电解液和隔膜的替换品，从而很大程度上提升电池的安全性，因此，固态锂电池也越来越成为研究和应用的主流方向。

固态锂电池正极一般是将固体电解质、导电材料和含锂活性材料混合均匀，通过涂布机涂覆、粉末压片等方式来制备成极片。然而，涂布机涂覆法的核心成分(如含锂活性材料、固体电解质等)为固体，即便采用较高的压力压片或者辊压，固体颗粒之间仍然存在较多的点对点接触，导致正极片中固体界面电阻较大，影响正极片内部锂离子传输，造成电池倍率性能及容量发挥性较差。

发明内容

本发明提供一种全固态锂电池正极片，以至少解决现有技术所存在的正极片中含锂活性材料和固体电解质等固相之间界面接触性差、界面电阻高以及由此导致的电池倍率性能及容量发挥性能差等问题。

本发明还提供一种全固态锂电池正极片的制备方法，该方法能够制备得到上述全固态锂电池正极片，提高正极片中的锂离子传输能力，且具有制备过程简单、易操作等优点。

本发明还提供一种全固态锂电池，采用上述正极片形成，具有良好的电池倍率性能及容量发挥性能。

本发明的一方面，提供一种全固态锂电池正极片，包括正极集流体和涂覆于正极集流体上的功能层，该功能层的原料包括含锂活性材料、导电剂、固态电解质及聚离子液体。

本发明提供的全固态锂电池正极片，其中的固态电解质起到构筑连续离子通道的作用，聚离子液体具有柔性，其作为固固界面的导离子填充物，可以有效缓解固相界面接触性差等问题，从而使得本发明的全固态锂电池正极片具有较高的锂离子传输能力等优良性能，具体表现在：采用本发明的正极片形成的全固态锂电池，具有较高的锂离子电导率和较低的阻抗(循环前阻抗和循环后阻抗均较低)，同时具有较高的放电容量。

具体地，上述固态电解质可以是卤化物基固态电解质。发明人研究发现，采用室温离子电导率极高的卤化物基固态电解质作为正极填充物，更利于与其他各组分协同配合，提高正极片整体的离子传输能力。