[发明专利]一种陶瓷基全固态电池及其制备方法

权利要求书

1.一种陶瓷基全固态电池，包括正极、陶瓷固态电解质、负极，其特征在于，所述正极和陶瓷固态电解质之间设有无机物粘结层，所述负极和陶瓷固态电解质之间设有无机物粘结层，无机物粘结层将所述正极、陶瓷固态电解质、负极粘合形成稳定的整体；

所述陶瓷固态电解质为LATP陶瓷电解质；

所述无机物粘结层为磷酸盐，或者磷酸盐与硅酸盐的组合物；

所述磷酸盐为磷酸铝或者磷酸二氢铝；所述硅酸盐为硅酸锂或者偏硅酸锂；

所述陶瓷基全固态电池的制备方法，包括以下步骤：

(1) 将无机粘结剂溶于去离子水或有机溶剂中，配置预定浓度的无机粘结剂溶液；

(2) 正极极片的制备：将正极活性材料、导电剂、第一粘结剂、第一溶剂混合，配制浆料，把浆料涂敷于正极集流体上，经干燥，裁剪，得到正极极片；

(3) 负极极片的制备：将负极活性材料、导电剂、第二粘结剂、第二溶剂混合，配制浆料，把浆料涂敷于负极集流体上，经干燥，裁剪，得到负极极片；

(4) 利用步骤(1)所得无机粘结剂溶液，将正极极片、陶瓷固态电解质、负极极片粘合在一起，干燥处理，得到所述陶瓷基全固态电池；

步骤(4)中，将无机粘结剂溶液滴涂于正负极的活性物质表面，确保覆盖完全，制得陶瓷基全固态电池，该固态电池依次包括正极极片、无机物粘结层、陶瓷电解质片、无机物粘结层和负极极片。

2.根据权利要求1所述的陶瓷基全固态电池，其特征在于，所述无机物粘结层的厚度为1～10μm。

3.根据权利要求1所述陶瓷基全固态电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、乙醇、乙腈、四氢呋喃、乙二醇二甲醚和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合物；所述无机粘结剂溶液的浓度为1～50wt%。

4.根据权利要求1所述陶瓷基全固态电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述正极活性材料、导电剂、第一粘结剂的质量比为7～9份：0.5～1.5份：0.5～1.5份；

所述正极活性材料为钴酸锂、锰酸锂、三元镍钴锰、磷酸铁锂、镍锰酸锂、镍钴铝酸锂、含硫化合物的一种或多种混合物；

所述导电剂为碳纳米管、石墨烯、碳黑中的一种或多种混合物；

所述第一粘结剂为PVDF、PVDF-HFP、PTFE中的一种或多种混合物；

所述第一溶剂为水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1所述陶瓷基全固态电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述负极活性材料、导电剂、第二粘结剂的质量比为7～9份：0.5～1.5份：0.5～1.5份；

所述负极活性材料为锂金属、合金材料、石墨、无定形碳、中间相碳微球、纳米硅、硅碳材料和钛酸锂中的一种或多种混合物；

所述导电剂为碳纳米管、石墨烯、碳黑中的一种或多种混合物；

所述第二粘结剂为CMC、SBR、PAA、海藻酸钠、PVDF中的一种或多种混合物；

所述第二溶剂为水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合物。