[发明专利]具有不同的硫化物型锂离子导体的锂电池阴极

说明书

本发明涉及具有不同的硫化物型锂离子导体的锂电池阴极。本发明涉及用于锂电池1的阴极10，其10包括阴极活性材料颗粒11。为了以成本有利的方式提供具有改进的循环稳定性和日历存储时间的锂电池1，将阴极活性材料颗粒11至少用第一硫化物型锂离子导体12涂覆，其中经涂覆的阴极活性材料颗粒11、12嵌入与第一硫化物型锂离子导体不同的第二硫化物型锂离子导体13中，其13是二元硫化物型锂离子导体。此外，本发明涉及其制造方法以及相应的锂电池1。

技术领域

本发明涉及用于锂电池的阴极、其制造方法以及相应的锂电池。

背景技术

基于固体的锂离子电池和-电池组可以具有例如> 400 Wh/kg的高的能量密度和——例如由于取消液体电解质所致的——非常好的安全性能。

印刷文献US 2014/0287324 A1描述了阴极活性材料颗粒，其用由硫化物型固体电解质制成的涂层涂覆。

印刷文献US 2014/0057180 A1描述了氧化物型活性材料，其用包含氧化物型固体电解质和导电剂的涂层涂覆。在此，经涂覆的氧化物型活性材料与硫化物型固体电解质接触。

发明内容

本发明的主题是用于锂电池的阴极，其包含阴极活性材料颗粒，该阴极活性材料颗粒至少被第一硫化物型锂离子导体涂覆。在此，经涂覆的阴极活性材料颗粒特别地嵌入尤其与第一硫化物型锂离子导体不同的第二硫化物型锂离子导体中。在此，该第二硫化物型锂离子导体特别是二元硫化物型锂离子导体。

二元硫化物型锂离子导体可以特别地被理解为是指如下硫化物型锂离子导体，其由两种不同元素的硫化物，特别是由锂和与锂不同的其它元素，例如磷的硫化物形成。二元硫化物型锂离子导体的实例是玻璃状和/或陶瓷Li₂S/P₂S₅，例如玻璃状Li₂S/P₂S₅和/或玻璃状-陶瓷Li₂S/P₂S₅，其特别是具有结晶成分，例如呈Li₇P₃S₁₁形式的。

硫化物型锂离子导体可以有利地具有非常高的锂离子电导率。通过将该阴极活性材料颗粒用第一硫化物型锂离子导体涂覆并且将经涂覆的阴极活性材料颗粒嵌入与第一硫化物型锂离子导体不同的第二硫化物型锂离子导体中，可以将这两种硫化物型锂离子导体朝着它们各自的应用进行优化并改进阴极活性材料之间的锂离子导电性。通过第二硫化物型锂离子导体是二元硫化物型锂离子导体，可以有利地以简单和成本有利的方式实现颗粒之间的足够高的锂离子导电性。第一硫化物型锂离子导体可以在此有利地在其对阴极活性材料的化学稳定性方面优化地选择。以此方式可以优化阴极活性材料颗粒和第二硫化物型锂离子导体之间的界面稳定性并因此有利地提高循环稳定性和日历存储时间（kalendarische Speicherdauer）。

总体上，可以因此有利地以成本有利的方式提供具有改进的循环稳定性和日历存储时间的锂电池。

在一个实施方案中，第二硫化物型锂离子导体是玻璃状和/或陶瓷的二元硫化物型锂离子导体，其特别是基于Li₂S/P₂S₅。