[发明专利]一种包覆型复合材料、极片和电池

说明书

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种包覆型复合材料以及包括该包覆型复合材料的极片和电池。包覆型复合材料具有核壳结构，其中，核为石榴石型结构锂镧锆氧颗粒，壳为偏二氟乙烯‑六氟丙烯共聚物。本发明的包覆型复合材料的表面具有疏水的外壳，该外壳能够有效隔绝空气中的水分和二氧化碳，减少氢氧化锂和碳酸锂的生成，从而提高包覆型复合材料在空气中的稳定性，而且该包覆型复合材料在氮甲基溶剂中使用不与PVDF凝胶化；本发明包括该包覆型复合材料的极片，具有更高的稳定性和优异的锂离子导电性；本发明的极片所得的电池，具更好的循环性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种包覆型复合材料以及包括该包覆型复合材料的极片和电池。

背景技术

氧化物固态电解质材料作为一类具有较高离子导电率的陶瓷材料在锂离子电池，尤其是固态电池中具有广泛的应用前景，其主要包括钙钛矿型氧化物的锂镧钛氧LLTO和NASICON结构氧化物的磷酸钛铝锂LATP、磷酸钛锗锂LAGP以及石榴石结构锂镧锆氧(LLZO)基固体电解质。其中LLTO和LATP或LAGP具有优异的化学稳定性，但与负极金属锂界面稳定性差。而LLZO基固体电解质不仅有优异的对锂稳定性，且室温离子电导率最高可达10^-3S·cm^-1，在电池中表现出优异的电化学性能。但LLZO基固体电解质表面具有较高的活性，会与空气中的水分和二氧化碳反应生成氢氧化锂和碳酸锂，从而导致表面的锂溶出降低表面的离子电导率。另外，LLZO在NMP、DMF、DMAc等氮甲基类溶剂中使用时会与PVDF基反应发生凝胶化，严重影响了其在锂离子电池以及固态电池中的使用。

针对LLZO基固态电解质在空气中稳定性差的问题，主要的解决方式是在其表面包覆一层保护层。例如，申请号为CN 112290082 A的中国专利，在LLZO基固态电解质表面包覆一层掺杂有锂盐的聚氧化乙烯基、聚碳酸酯基离子导电聚合物，但是这种方法由于引入锂盐使得其表面更容易吸水而形成氢氧化锂，并没有解决LLZO基固态电解质在空气中稳定性差的问题。

因此，发明一种在空气中稳定性好且在氮甲基溶剂中使用不与PVDF凝胶化的LLZO基固态电解质是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种包覆型复合材料以及包括该包覆型复合材料的极片和电池。本发明的包覆型复合材料的表面具有疏水的外壳，该外壳能够有效隔绝空气中的水分和二氧化碳，减少氢氧化锂和碳酸锂的生成，从而提高包覆型复合材料在空气中的稳定性，而且该包覆型复合材料在氮甲基溶剂中使用不与PVDF凝胶化；本发明包括该包覆型复合材料的极片，具有更高的稳定性和优异的锂离子导电性；本发明的极片所得的电池，具更好的循环性能。

本发明第一方面提供了一种包覆型复合材料，所述包覆型复合材料具有核壳结构，其中，所述核为石榴石型结构锂镧锆氧颗粒，所述壳为偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物。

本发明第二方面提供了一种极片，该极片包括集流体和至少一层涂覆于集流体一侧或两侧表面的涂层，所述涂层包括第一方面所述的包覆型复合材料。

本发明第三方提供了一种电池，该电池包括第二方面所述的极片，该极片为正极片和/或负极片。

通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：

(1)本发明的包覆型复合材料在空气中的稳定性好；

(2)本发明的包覆型复合材料在氮甲基溶剂中使用不与PVDF凝胶化；

(3)本发明的包括包覆型复合材料的极片具有更高的稳定性；

(4)本发明的包括包覆型复合材料的极片的锂离子导电性能好；

(5)本发明的包括包覆型复合材料的电池的循环性能好。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明