[发明专利]一种全固态电池电极添加剂及其应用

说明书

本发明公开了一种全固态电池电极添加剂及其应用，其有效成分包括金属有机框架化合物，该金属有机框架化合物包含金属和有机配体，该金属为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ti、Mn、Y、Mg、Al、Ca、La系稀土金属、Ac系稀土金属和以上金属的团簇中的至少一种，该有机配体的通式为C_xH_yO_mN_nS_zP_g。本发明的全固态电池电极添加剂的制备简单，操作简便，后处理简单，设备要求简单，成本适中，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，具体涉及一种全固态电池电极添加剂及其应用。

背景技术

随着经济的发展，移动电话、笔记本电脑等便携式电子产品的日益普及。人们对体积小、重量轻、环境友好、安全可靠、能量高、功率高的二次电池的需求更加迫切。此外，近来关于很多电池爆炸的报道也层出不穷，大家对电池的安全性问题也有一定担忧。因此，以固态电解质取代传统液体有机电解液的固态电池吸引越来越多人的关注。全固态电池不仅可以解决人们对安全性的困扰，而且还可以向小型化、轻量化、柔性化发展，具有很大的发展潜力。

同时全固态电池中采用固体材料构筑，其电极活性材料和电解质的接触将直接影响电子和锂离子的传输。界面问题是全固态电池中的难点和重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全固态电池电极添加剂。

本发明的另一目的在于提供上述全固态电池电极添加剂的应用。

本发明的技术方案如下：

一种全固态电池电极添加剂，其有效成分包括金属有机框架化合物，该金属有机框架化合物包含金属和有机配体，该金属为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ti、Mn、Y、Mg、Al、Ca、La系稀土金属、Ac系稀土金属和以上金属的团簇中的至少一种，该有机配体的通式为C_xH_yO_mN_nS_zP_g，其中x、y、z、m、n和g均为正数，x≥1，y≥1，m≥0，n≥0，z≥0，g≥0，且m、n、z和g不全为零。

一种全固态电池电极，由包括上述全固态电池电极添加剂和电极活性材料在内的原料制成。

在本发明的一个优选实施方案中，所述全固态电池电极添加剂中的金属有机框架化合物的量为所述电极活性材料的质量的0.1～40％。

在本发明的一个优选实施方案中，所述电极活性材料的通式为Li_aM_bP_cO_d，其中a≥0、b≥0、c≥0、d≥0，且a、b、c和d不全为零，M为C、Sn、Si、Co、Fe、Ni、Al、Mn、Ti、V、Cr、Cu、Se、S、Y、Ce和Mg中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，还包括粘结剂和导电剂。

本发明的有益效果是：

1、本发明的全固态电池电极添加剂的制备简单，操作简便，后处理简单，设备要求简单，成本适中，适合大规模生产；

2、采用本发明的添加剂制备的电极材料，热稳定性良好，可以有效的改善电极的界面问题，提高电池的性能。

3、本发明的全固态电池电极添加剂不仅能够应用在全固态锂离子电池中，在其他的储能体系中也可以使用，例如锂硫电池、锂空气(氧气)电池等。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的电极的扫描电镜图。

图2为本发明实施例1制备的全固态锂离子电池在0.05A/g、25℃的充放电曲线。