[发明专利]锂离子电池及其制备方法和电动车辆

说明书

本申请提供了一种锂离子电池以及制备方法和电动车辆，所述锂离子电池包括正极、负极以及位于正极和负极之间的复合固态电解质层，所述复合固态电解层包括正极侧固态电解质层、负极侧固态电解质层和夹设在所述正极侧固态电解质层和负极侧固态电解质层之间的中间层固态电解质层；所述正极侧固态电解质层、负极侧固态电解质层和中间层固态电解质层均含有第一无机固态电解质，所述中间层固态电解质层还包括第二无机固态电解质，所述复合固态电解质可以延缓锂枝晶穿透电解质层造成电池内部微短路的问题，并能避免电解质层被锂枝晶还原失效的问题，进而使得整个电池的循环性能和安全性能大大提高。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及锂离子电池和电动车辆。

背景技术

全固态锂电池中硫化物固态电解质材料由于具有优异的Li⁺电导率及加工性能等备受关注，常见的硫化物固态电解质材料有Li₂S-SiS₂、Li₂S-P₂S₅、Li₂S-GeS₂-P₂S₅等。目前文献和研究的基于硫化物固态电解质的全固态锂电池中的电解质层为Li₂S-SiS₂、Li₂S-P₂S₅、Li₂S-GeS₂-P₂S₅中的一种或多种。2011年，日本东京工业大学Kamaya等与丰田汽车公司及高能量加速器研究机构的研究小组(Nature Materials,2011,10:682-686)开发出迄今为止离子电导率最高的超离子导电体—Li₁₀GeP₂S₁₂，室温离子电导率高达12mS cm^-1，并随后推出In/Li₁₀GeP₂S₁₂/LiCoO₂和Li-In/Li₁₀GeP₂S₁₂/LiCoO₂全固态锂电池体系。由于Li₁₀GeP₂S₁₂与金属锂界面稳定性差，不能直接与金属锂匹配构建全固态锂电池，针对该问题，Trevey等(Electrochimica Acta,2011,56:4243-4247)提出具有双电解质结构的Li/Li₂S-P₂S₅/Li₂S-GeS₂-P₂S₅/LiCoO₂电池体系，中间电解质层Li₂S-P₂S₅的加入有效地提高了Li₂S-GeS₂-P₂S₅电解质与锂负极接触界面的化学和电化学稳定性。