[发明专利]一种低界面电阻的固态锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述固态锂离子电池包含依次布置的正极层、复合电解质层和改性锂基负极层；所述复合电解质层包括凝胶电解质层和无机固态电解质层，所述凝胶电解质层位于所述正极层和所述无机固态电解质层之间；所述无机固态电解质层为石榴石型无机固态电解质层；所述改性锂基负极层由质量比为50～100:1的熔融态的金属锂与硝酸盐制备得到。

2.如权利要求1所述的低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述正极层的制备方法为将电极材料、导电剂和粘结剂混合均匀涂敷成片，经干燥、冲切得到所述正极层。

3.如权利要求2所述的低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述电极材料、导电剂和粘结剂的质量比为0.75～0.85：0.05～0.15：0.1；所述电极材料为磷酸铁锂；所述导电剂为炭黑；所述粘结剂为聚偏氟乙烯。

4.如权利要求1所述的低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述凝胶电解质层与所述无机固态电解质层的质量比为0.2～1.2:1。

5.如权利要求1所述的低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述凝胶电解质层由质量比为90～110：9～11：1的增塑剂、单体和热引发剂制备得到。

6.如权利要求5所述的低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述增塑剂由质量比为2～4:1～3:5的锂盐、离子液体和聚合物基体制备得到；所述锂盐包括双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双二氟磺酰亚胺锂或双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种；所述离子液体为三正丁基甲铵双(三氟甲磺酰)亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐；所述聚合物基体包括聚氧化乙烯、聚氨酯、聚乙二醇或聚丙烯酰胺中的至少一种。

7.如权利要求5或6所述的低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述单体为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或1、6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或两种；所述热引发剂为偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈或过氧化十二酰。

8.如权利要求1所述的低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述无机固态电解质层由无机固态电解质压片制得，所述无机固态电解质为锂镧锆氧固态电解质、锂镧锆钽氧固态电解质、锂铝锗磷固态电解质或锂铝钛磷固态电解质中的至少一种，平均粒径为100nm～20μm。

9.如权利要求1或8所述的低界面电阻的固态锂离子电池，其特征在于：所述金属锂与所述无机固态电解质层的质量比为0.3～0.9:1；所述硝酸盐溶液为硝酸锌或硝酸镁的无水乙醇溶液，质量百分比浓度为30％～70％。

10.权利要求5～7任一项所述的低界面电阻的固态锂离子电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在所述无机固态电解质层的一侧滴加所述硝酸盐溶液，滴加完成后，干燥；

步骤二：将所述金属锂在惰性气体下加热到熔融态后浇铸在步骤一所述无机固态电解质层的滴完所述硝酸盐溶液并干燥的一侧，得到所述改性锂基负极层；

步骤三：将所述锂盐、离子液体和聚合物基体混合均匀，得到所述增塑剂，将所述增塑剂、单体和热引发剂混合均匀，得到凝胶电解质前驱体；

步骤四：在所述正极层和所述无机固态电解质层之间涂覆所述凝胶电解质前驱体，涂覆完成后，组装成电池，于80～90℃真空加热22～24h，即得到所述固态锂离子电池。