[发明专利]一种全固态硫锂电池

权利要求书

1.一种全固态硫锂电池，其特征在于，所述全固态硫锂电池从上到下依次为正极层、正极缓冲层、硫基固态电解质层、负极缓冲层和负极层。

2.根据权利要求1所述的一种全固态硫锂电池，其特征在于，所述正极层由氧化物锂盐材料制备，其中氧化物锂盐材料包括钴酸锂、磷酸铁锂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种全固态硫锂电池，其特征在于，所述正极缓冲层选自LiNbO₃、Li₄Ti₅O₁₂、Li₂O-SiO₂、LiTsO₃、Li₂Ti₂O₃、Li₄Ti₅O₁₂、Li₄SiO₄-Li₃PO₄中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种全固态硫锂电池，其特征在于，所述硫基固态电解质层由以下方法制备：将Li₂S分散在去离子水中，加入P₂S₅加入柠檬酸，搅拌下加入硫化镓，升温到60-100℃搅拌12-24小时形成凝胶，然后放入到100℃烘箱中干燥，最后转移到马弗炉中升温到800-1000℃煅烧3-5小时，冷却后得到硫基固态电解质Li₁₀GaPS₁₂。

5.根据权利要求4所述的一种全固态硫锂电池，其特征在于，按质量比，Li₂S：P₂S₅：硫化镓：柠檬酸＝5-10:4-7:1-3:3-5。

6.根据权利要求1所述的一种全固态硫锂电池，其特征在于，负极缓冲层选自Li₂S、LiF或LiI中的一种；所述负极层由锂金属制备而成。

7.一种如权利要求1所述的全固态硫锂电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一：将氧化物锂盐材料与正极缓冲层材料、炭黑按质量比1-3:1：5混合后放入球磨罐中进行封装，在室温下以580转/分的速率球磨24小时，得到正极层电极材料；

步骤二：将硫基固态电解质放在直径为10毫米的模具中，使用压片机在300PM压力冷压后可得到固态电解质片；

步骤三：通过磁控溅射的方式，分别在固态电解质片的两面沉积正极缓冲层和负极缓冲层，得到沉积后的固态电解质片；

步骤四：将正极层电极材料与沉积后的固态电解质片依次放入10mm的模具中，在120-150MPa下进行冷压，之后将锂负极放在沉积后的固态电解质片表面的另一侧，在120-150MPa下进行电池组装，即可得到全固态硫锂电池。

8.根据权利要求7所述的一种全固态硫锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤三中沉积正极缓冲层和负极缓冲层的厚度为10μm。