[发明专利]一种全固态电池及其制备方法

权利要求书

1.一种全固态电池，其特征在于，所述全固态电池包括正极、固态电解质膜和负极；所述正极包括卤化物固态电解质和/或共混型固态电解质；所述固态电解质膜包括至少一层固态电解质层，

其中，所述共混型固态电解质的化学式为xLiM-GaF₃，1≤x≤4，M包括Cl、Br、O或OH中的任意一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，所述固态电解质膜中固态电解质层的层数为1～4层；

优选地，所述负极为锂金属负极时，固态电解质膜中固态电解质层的层数为3～4层；

优选地，所述负极为非锂金属负极时，固态电解质膜中固态电解质层的层数为1～2层。

3.根据权利要求1或2所述的全固态电池，其特征在于，所述全固态电池中的负极为锂金属负极时，固态电解质膜包括依次层叠的第一卤化物电解质层、第二硫化物电解质层、第三硫化物电解质层和第四硫化物电解质层；

优选地，所述全固态电池中的负极为非锂金属负极时，所述正极包括卤化物电解质，固态电解质膜为单层共混型电解质层。

4.根据权利要求2所述的全固态电池，其特征在于，所述固态电解质层包括聚合物固态电解质、氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、卤化物固态电解质或共混型固态电解质中的任意一种或至少两种的组合，优选为硫化物固态电解质、卤化物固态电解质或共混型固态电解质中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述锂金属负极包括锂片和位于锂片表面的碳材料层；

优选地，所述锂片的厚度为5～50μm；

优选地，所述碳材料层的厚度为10～100μm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的全固态电池，其特征在于，所述正极中的正极活性物质表面包覆碳材料和/或导电高分子聚合物；

优选地，所述碳材料包括碳、石墨烯或碳纳米管中的任意一种或至少两者的组合；

优选地，所述导电高分子聚合物包括聚吡咯、聚3,4-亚乙二氧基噻吩、聚酰胺或聚环氧乙烯中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的全固态电池，其特征在于，所述正极中的正极活性物质包括含锂的氧化物；

优选地，所述含锂的氧化物中的金属包括Co、Ni、Mn、Zr、Nb、Ti、V、Si、Sn或Al中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1-6任一项所述的全固态电池，其特征在于，所述负极中的负极活性物质包括锂金属、石墨、氧化亚硅或硅中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述负极中的粘结剂的分子量为20～500万；

优选地，所述负极中的粘结剂包括PVDF、PTFE、PEO、SBS、SEBS、NBR或SBR中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述负极中的导电剂包括导电炭黑、碳纳米管或碳纤维；

优选地，所述负极中的溶剂为有机溶剂。

8.根据权利要求1-7任一项所述的全固态电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将负极极片和固态电解质膜组合，得到一体化负极/固态电解质膜，然后将一体化负极/固态电解质膜和正极极片进行叠放，压力成型，得到所述全固态电池。

9.根据权利要求8所述的全固态电池的制备方法，其特征在于，所述正极极片的制备方法包括：

将正极活性物质、导电剂、固态电解质和粘结剂混合辊压，得到正极极片。

10.根据权利要求8或9所述的全固态电池的制备方法，其特征在于，所述负极极片的制备方法包括：

将负极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂混合，涂布成膜，烘干，得到所述负极极片；

优选地，所述负极极片中还包括锂盐。