[实用新型]一种高性能全固体锂电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种高性能全固体锂电池。

背景技术

由于锂电池技术的快速发展，以及单体性能和安全性的提升，锂电池的应用领域已经从小容量的消费电子产品向大容量的储能系统和动力电池系统发展。相对于传统的液态锂电池，固态锂电池采用固态的隔膜，除了传导锂离子，还充当隔膜的角色，具有安全性高，循环寿命长，工作温度宽的优点，但也存在一些问题，由于固态电解质隔膜与正极和负极接触的界面特性，晶界电阻较大，离子传输阻抗大，降低了放电电流和放电功率，降低了电池的电性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种增大放电电流和放电功率的高性能全固体锂电池。

本实用新型是这样实现的：一种高性能全固体锂电池，包括正极、负极和固体电解质膜，所述正极包括正极集流体和正极活性材料，所述正极活性材料含有硫基材料，所述负极包括负极集流体和负极活性材料，所述负极活性材料为金属锂，所述固体电解质膜含有锂超离子导体材料，所述固体电解质膜表面还附着有功能薄膜，所述功能薄膜的材料为钛酸锂。

其中，所述功能薄膜的厚度为2-5μm。

其中，所述固体电解质膜为由Li10GeP2S12和改性Li3PS4组成的双层电解质膜，所述固体电解质膜为片状，厚度为0.1-0.3mm。

其中，所述正极集流体为铝箔，所述铝箔表面还涂覆导电碳层。

其中，所述铝箔的厚度为8-10μm，所述导电碳层的厚度为1-3μm。

本实用新型的有益效果为：所述高性能全固体锂电池为锂硫电池全固态电池，包括正极、负极和固体电解质膜，所述固体电解质膜表面还附着有功能薄膜，所述功能薄膜的材料为钛酸锂。功能薄膜为锂离子活性材料，不但与固体电解质膜界面结合良好，与正极负极的表面也结合良好，可以降低界面阻抗，提高固体电解质膜界面层的离子传输能力，有效提高了电池的放电性能，值得推广。

附图说明

图1是本实用新型所述高性能全固体锂电池实施例的局部结构剖示图。

1、正极；2、负极；3、固体电解质膜；31、Li10GeP2S12电解质膜；32、改性Li3PS4电解质膜；4、功能薄膜。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

作为本实用新型所述高性能全固体锂电池的实施例，如图1所示，包括正极1、负极2和固体电解质膜3，所述正极1包括正极集流体和正极活性材料，所述正极活性材料含有硫基材料，所述负极2包括负极集流体和负极活性材料，所述负极活性材料为金属锂，所述固体电解质膜3含有锂超离子导体材料，所述固体电解质膜3表面还附着有功能薄膜4，所述功能薄膜4的材料为钛酸锂。在本实施例中，所述功能薄膜4的厚度为2-5μm，可以通过电子束蒸发沉积来制作形成。

所述高性能全固体锂电池为锂硫电池全固态电池，固体电解质膜3表面还附着有功能薄膜4，功能薄膜4为锂离子活性材料，不但与固体电解质膜3界面结合良好，与正极1负极2的表面也结合良好，可以降低界面阻抗，提高固体电解质膜3界面层的离子传输能力，有效提高了电池的放电性能，值得推广。

锂硫电池中硫的电导率较低，在充放电过程中产生的多硫化锂中间产物易溶于有机电解质从而使得正极活性材料的流失，沉积在负极表面的多硫化物可加剧负极的腐蚀从而使负极内部阻抗增加，最终导致电池容量的不可逆衰减。在本实施例中，所述固体电解质膜3为由Li10GeP2S12和改性Li3PS4组成的双层电解质膜（31、32），所述固体电解质膜3为片状，厚度为0.1-0.3mm。该双层电解质膜具有良好的离子导电率，较低的电子电导率，化学稳定性好，热膨胀系数与电极材料相接近，电化学分解电压高的优点，且与正负极之间的晶界电阻主要由功能薄膜来降低。

在本实施例中，所述正极集流体为铝箔，所述铝箔表面还涂覆导电碳层。所述铝箔的厚度为8-10μm，所述导电碳层的厚度为1-3μm。利用功能性涂层对正极集流体进行表面处理，将分散好的导电石墨和碳包覆颗粒，均匀细腻地涂覆在正极集流体上，它能提供极佳的静态导电性能，收集活性物质的微电流，导电碳层还可以防止正极集流体被腐蚀或氧化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。