[发明专利]一种固态电池用负极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种固态电池用负极的制备方法，所述负极中不含有负极活性物质；所述负极包括层叠设置的集流体和储锂层，所述储锂层包括储锂空间层和包覆于储锂空间层的表面的聚合物电解质层，所述储锂空间层包括电子导体骨架、位于电子导体骨架空隙处的亲锂位点和填充于电子导体骨架空隙处的电解液；所述聚合物电解质层的厚度为3~20μm，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将导电碳、粘结剂和第二溶剂混合，得到电子导体骨架的浆料；

（2）将电子导体骨架的浆料、亲锂性物质和第一溶剂混合，得到分散液，所述亲锂位点的亲锂性物质包括ZnO、SnO₂、Ag、CuO、MnO₂、Co₃O₄或ZnS中的任意一种或至少两种的组合；

（3）将分散液涂覆于集流体表面，然后将电解液注入电子导体骨架的空隙处，得到具有储锂空间层的集流体；

（4）然后将聚合物电解质层贴合包覆于储锂空间层的表面，得到所述固态电池用负极；

其中，所述聚合物电解质层的制备方法包括：

将聚合物、锂盐和溶剂混合，涂覆于平板上，烘干，得到聚合物电解质层。

2.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述电解液包括有机物和锂盐；

所述有机物包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或1,3-二氧戊环中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求2所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述电解液中的锂盐包括LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiTFSI或LFSI中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述聚合物包括聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚氧化乙烯及其共聚物中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述锂盐包括LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiTFSI或LFSI中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述集流体的材质包括铜、镍或不锈钢中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述储锂空间层的厚度为20~50μm。

8.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述导电碳的团聚粒径小于等于100nm。

9.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述导电碳包括导电炭黑、碳纳米管或碳纤维中的任意一种或至少两种的组合。

10.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合。

11.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述亲锂性物质的团聚粒径小于等于500nm。

12.根据权利要求11所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述亲锂性物质的团聚粒径小于等于200nm。

13.根据权利要求1所述的固态电池用负极的制备方法，其特征在于，所述储锂层中，导电碳的质量占比为50~90%。