[发明专利]一种低内阻全固态电池及制备方法

权利要求书

1.一种低内阻全固态电池，包括正电极层和复合负电极层，其特征在于：正电极层和复合负电极层之间设有固态电解质层，固态电解质层与正电极层固化一体制备，所述复合负电极层包括负电极层和缓冲层，缓冲层由硬碳和导电聚合物组成，缓冲层与负电极层一体化制备。

2.根据权利要求1所述的低内阻全固态电池，其特征在于：所述复合负电极层在锂盐溶液中浸泡后烘干。

3.根据权利要求1所述的低内阻全固态电池，其特征在于：所述固态电解质层采用聚合物固态电解质，所述聚合物固态电解质包括聚合物基体和锂盐，聚合物基体为聚环氧乙烷、聚硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丙烯酯或聚甲基丙烯酸甲酯的一种或几种混合。

4.根据权利要求2所述的低内阻全固态电池，其特征在于：所述锂盐包括LiPF₆、LiTFSI、LiClO₄、LiBO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃或LiBC₄O₈的一种或者几种混合。

5.根据权利要求1所述的低内阻全固态电池，其特征在于：硬碳颗粒D₅₀为7~12µm，比表面积在600-1200m²/g之间，大孔体积占孔容积的60-80%；导电聚合物包括聚乙烯二氧噻吩、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯或聚苯胺的一种或几种混合。

6.权利要求1-5任一项所述的低内阻全固态电池的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将正极活性物质、导电剂、粘结剂加入溶剂中，采用湿法匀浆工艺，正极活性物质材料分两批加入，真空高速搅拌，得到浆料，浆料固含量65-75%，浆料粘度在6000~12000mPa.s，采用涂布机以间歇涂布方式将正极浆料涂布在铝箔上，得到正极片；

（2）将聚合物固态电解质溶于溶剂中，搅拌后加入增塑剂和填料，在-0.1MPa真空度下搅拌成透明液体，采用涂布机以间歇涂布方式将浆料涂布在正极片上，涂布厚度30-50µm，经100℃烘箱干燥与正极层固化为一体，得到固态电解质层；

（3）将负极活性物质、超导炭黑、羟甲基纤维素钠加入到水溶剂中，采用湿法匀浆工艺，负极活性物质材料分两批加入，真空高速搅拌，得到负极浆料；采用涂布机以间歇涂布方式将负极浆料涂布在铜箔上，得到负极片；

（4）将硬碳和导电聚合物溶于CMC胶液里搅拌，采用涂布机以间歇涂布方式将浆料涂布在负极片上，涂布厚度在20-30µm，经60℃烘箱干燥与负极层固化为一体，得到复合负电极层；

（5）将复合负电极层在锂盐溶液浸泡1-5min后经烘箱烘干；

（6）按照负极片面容量为正极片面容量的1.0~1.2倍，且负极极片尺寸大于正极极片0~2mm，制备得到电池。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中各物质的百分含量为：正极活性物质96~98%、导电剂1~2%、粘结剂1~2%；其中导电剂为乙炔黑、超导炭黑、导电石墨、碳纳米管、碳纤维、气相生长纤维或石墨烯中的一种或几种；所述的粘结剂为聚偏氟乙烯、羟甲基纤维素钠、丁苯橡胶、有机烯酸、羧酸酯类或海藻酸钠中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中正极浆料涂布面密度为8~25mg/cm²。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中各物质的百分含量为负极活性物质94~98%、导电剂1~3%、粘结剂1~3%；步骤（3）中浆料固含量35-55%，浆料粘度在4000~8000mPa.s，涂布面密度为5~15mg/cm²。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中硬碳质量百分比为47-53%、导电聚合物质量百分比为47-53%。