[发明专利]固态电解质的制备方法、固态电解质及固态电池

说明书

本发明公开了一种固态电解质的制备方法、固态电解质及固态电池。该固态电解质的制备方法包括如下步骤：将粒径为1μm～50μm的基层固态电解质材料和粒径为10nm～50nm的导锂材料置于干法包覆机中混合，进行包覆处理，使导锂材料均匀分散并吸附于基层固态电解质材料表面形成包覆层，制备复合材料，导锂材料为金属材料；将复合材料制备成膜状材料，得到复合固态电解质基层；在复合固态电解质基层的一侧表面沉积第一面层固态电解质材料，形成第一固态电解质面层；及，在复合固态电解质基层相对的另一侧表面沉积第二面层固态电解质材料，形成第二固态电解质面层。由该固态电解质的制备方法制备所得的固态电解质的离子电导率能够得到显著的提升。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种固态电解质的制备方法、固态电解质及固态电池。

背景技术

随着科技的发展，二次电池作为典型的储能设备，被广泛应用于小至便携式电子设备、大至电动交通工具，甚至再到智能电网等诸多需要储能的技术领域。传统的二次电池的基本结构中包括正极、负极和设置于正极和负极之间，用于导通离子但隔绝电子的电解质。传统的电解质多为有机液态电解质，配合隔膜防止正负极直接接触。有机液态电解质在使用过程中存在胀气和漏液隐患，并且，对于锂离子或锂金属等二次电池，充放电过程中产生的锂枝晶也容易刺穿隔膜，导致电池发生短路。

全固态电池是一种新型电池，其内部的各组分均为固态。其与传统电池的主要区别在于，采用全固态的电解质以替代传统的液态电解质和隔膜，从根本上改变了电解质的性质，能够较好地避免上述问题。尽管固态电解质大大提高了电池的安全性，但是固态电解质的离子电导率较液态电解质普遍低约三个数量级。离子电导率是衡量电池电性能的一个重要指标，反映了电池内部离子的迁移速率，对电池的充放电速率具有重要影响。因而，全固态电池的内阻往往较大，这成为了限制全固态电池电化学性能的瓶颈。

发明内容

基于此，本发明的首要目的在于提供一种具有更高离子电导率的固态电解质的制备方法，进一步提供一种固态电解质和一种固态电池。

根据本发明的一个实施例，一种固态电解质的制备方法，其包括如下步骤：

将粒径为1μm～50μm的基层固态电解质材料和粒径为10nm～50nm的导锂材料置于干法包覆机中混合，进行包覆处理，使所述导锂材料均匀分散并吸附于所述基层固态电解质材料表面形成包覆层，制备复合材料，所述导锂材料为金属材料；

将所述复合材料制备成膜状材料，得到复合固态电解质基层；

在所述复合固态电解质基层的一侧表面沉积第一面层固态电解质材料，形成第一固态电解质面层；及，在所述复合固态电解质基层相对的另一侧表面沉积第二面层固态电解质材料，形成第二固态电解质面层。

在其中一个实施例中，所述金属材料与所述基层固态电解质材料的物质的量之比为(1～10):1。

在其中一个实施例中，沉积所述第一面层固态电解质材料和/或所述第二面层固态电解质材料的方法为物理气相沉积法。

在其中一个实施例中，还包括对所述第一固态电解质面层和所述第二固态电解质面层加热的步骤，加热温度为80℃～140℃。