[发明专利]一种磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料及其制备方法和一种固态锂电池及其制备方法

权利要求书

1.一种磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料，包括集流体和包覆在所述集流体表面的活性材料组合物；

所述活性材料组合物包括磷酸铁锂粉体、导电炭黑以及包裹在磷酸铁锂粉体和导电炭黑表面的凝胶电解质；

所述凝胶电解质含有聚合的聚乙二醇二丙烯酸酯和固化锂盐电解质；

所述固化锂盐电解质中锂元素和聚合的聚乙二醇二丙烯酸酯中-CCO-链段的摩尔比为(7～9)：1；

所述固化锂盐电解质中锂盐与磷酸铁锂粉体的质量比为1：(8～70)；

所述磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料的制备方法，步骤为：

(1)将磷酸铁锂粉体、导电炭黑、聚乙二醇二丙烯酸酯、光引发剂、锂盐溶液和分散溶剂混合均质，得到均质浆料；

(2)将所述步骤(1)中的均质浆料涂覆在集流体表面，得到极片；

(3)将所述步骤(2)得到的极片进行紫外光固化，得到磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂粉体和导电炭黑的质量比优选为(3～4)：1；

所述活性材料组合物在集流体表面的包覆量为0.6～1.8g/cm²。

3.一种磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料的制备方法，步骤为：

(1)将磷酸铁锂粉体、导电炭黑、聚乙二醇二丙烯酸酯、光引发剂、锂盐溶液和分散溶剂混合均质，得到均质浆料；

(2)将所述步骤(1)中的均质浆料涂覆在集流体表面，得到极片；

(3)将所述步骤(2)得到的极片进行紫外光固化，得到磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸铁锂粉体的粒径为200～800nm；

所述聚乙二醇二丙烯酸酯的相对分子质量为400～1000；

所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮；

所述分散溶剂为无水乙腈。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸铁锂粉体和导电炭黑的质量比为(3～4)：1；

所述锂盐溶液中锂离子与聚乙二醇二丙烯酸酯中-CCO-链段的摩尔比为(7～9)：1；

所述锂盐溶液中锂盐与磷酸铁锂粉体的质量比为1：(8～70)；

所述光引发剂的质量为聚乙二醇二丙烯酸酯质量的1％～5％；

所述分散溶剂体积与磷酸铁锂粉体的质量比为(0.8～2)mL：1g。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锂盐溶液中锂盐为LiTFSI、LiClO₄和LiPF₆中的一种或多种；

所述锂盐溶液中溶剂包括碳酸乙烯酯和辅助溶剂，所述辅助溶剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和聚碳酸酯中的一种或多种。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中涂覆的涂覆量以均质浆料中磷酸铁锂粉体、导电炭黑、聚乙二醇二丙烯酸酯、光引发剂和锂盐溶液的总质量计，为0.6～1.8g/cm²。

8.一种固态锂电池，包括依次设置的正极、纤维素膜和金属锂负极，所述正极的材质为权利要求1～2任一项所述的磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料或权利要求3～7任一项所述制备方法制备得到的磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料；

所述正极和金属锂负极之间含有电解质，所述电解质为包括聚乙二醇二丙烯酸酯、引发剂和锂盐溶液的电解质溶液的固化物。