[发明专利]锂电池材料高通量筛选方法

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池材料高通量筛选方法。本发明的锂电池材料高通量筛选方法，其包括以下步骤：S1：制备若干个电芯，所述电芯包括同样的多层结构，且层数及每层结构都一致，改变多个电芯中同一层的参数并控制其他层的参数一致；S2：对每个电芯进行测试以得到改变层材料的高通量筛选结果。本发明的锂电池材料高通量筛选方法可以进行多种材料的高通量筛选，大大提升了锂电池的材料研究速度。

【技术领域】

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池材料高通量筛选方法。

【背景技术】

全固态锂电池是由于其安全性、循环性能优良等优点成为二次电池的重要发展方向，同时由于金属锂元素原子半径小、具有最低的电化学势，全固态锂电池相比其他钠离子电池具有更大的市场应用潜力。影响全固态锂电池性能的三个核心因素是安全性、比容量和高倍率特性。在锂电池中影响其性能的关键材料包括正极材料、电解质材料、负极材料、正极集流体和第一集流体层等。其中决定比能量的主要因素之一是锂电池的正负极材料特性，影响安全性和倍率特性的是电解质材料和电极材料。而当前相关材料采用传统“试错法”研发，效率低下，研发周期无法满足锂电池技术的发展需要，因此，如何提升锂电池的材料研发速度已经成为锂电池发展急需解决的关键性问题。高通量材料实验就是一种满足上述需求的快速材料筛选方法，该方法的本质是通过提高单位时间的实验样品数，实现相关材料体系的快速系统筛选。

【发明内容】

针对上述问题，本发明提供一种锂电池材料高通量筛选方法。

本发明解决技术问题的方案是提供一种锂电池材料高通量筛选方法，所述锂电池材料高通量筛选方法包括以下步骤：

S1：制备若干个电芯，所述电芯包括同样的多层结构，且层数及每层结构都一致，改变多个电芯中同一层的参数并控制其他层的参数一致；

S2：对每个电芯进行测试以得到改变层材料的高通量筛选结果。

优选地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11：提供一不导电基底和多个掩模板，多个掩模板包括第一掩模板和第五掩模板，所述掩模板还包括第二掩模板、第三掩模板和第四掩模板中的一种或多种，所述不导电基底上设置有若干个微区，每个微区的大小、尺寸相同，每个微区单独连接有外接引脚，利用第一掩模板在不导电基底的每个微区上沉积第一集流体层；

S12：利用第二掩模板在每个微区的第一集流体层上沉积得到负极层；和/或利用第三掩模板在每个微区的负极层上沉积得到固态电解质层；和/或利用第四掩模板在每个微区的固态电解质层上沉积得到正极层；

S13：利用第五掩模板在每个微区的负极层或固态电解质层或正极层上沉积得到第二集流体层从而得到多个电芯；及

S14：改变每个电芯同一层的参数，确保其他层的参数一致。

优选地，所述步骤S11中也可以通过电镀的方式在不导电基底的每个微区上电镀形成第一集流体层。

优选地，在步骤S14中是利用多源共沉积、分立掩模法或连续掩模法来实现改变层材料的高通量制备。

优选地，在步骤S11～S13中，利用台阶仪预先标定电芯结构每一层的厚度。

优选地，所述步骤S2中对每个电芯的容量、电压、离子电导率、电子电导率和循环特性中的一种或多种进行测试。

优选地，利用直流电阻测试方法测试电子电导率，利用探针结合电化学工作站或者交流阻抗测试方法测试离子电导率，利用循环伏安法测试电压，利用恒流循环充放电测试容量及循环特性。

优选地，各个掩模板之间的尺寸大小关系为：第一掩模板﹥第三掩模板﹥第四掩模板﹥第二掩模板﹥第五掩模板。

优选地，利用XRF、EDS或XPS标定每个微区的材料成分。