[发明专利]一种全固态电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全固态电池及其制备方法。根据本发明的全固态电池，包括：正极片、固态电解质层和负极片；其中，正极片包括集流体和正极材料层，正极材料层包括正极活性材料和离子导电剂，正极活性材料为FeS，离子导电剂为硫化物；固态电解质层包括固态电解质，固态电解质为硫化物。根据本发明的制备方法，包括：步骤S1:调配正极浆料并将其涂布于集流体，干燥得到正极片；步骤S2:调配固态电解质浆料并将其涂布于正极片，干燥得到固态电解质层；步骤S3:在真空条件下，将负极片叠加至固态电解质层后加热加压，得到全固态电池。本发明方法得到具有高能量密度、良好循环性能和倍率性能、且在自持压时能正常充放电的全固态电池。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种全固态电池及其制备方法。

背景技术

现有全固态电池中，一般采用氧化物作正极活性材料；采用具备高形变性和高电导率的硫化物作为固态电解质。

但是其存在如下技术问题：

(1)氧化物的正极活性材料和硫化物的固态电解质之间存在电势差，容易产生空间电荷层，从而使正极片和固态电解质层之间的界面阻抗大，进而导致全固态电池的循环性能和倍率性能低。

(2)常用的氧化物的正极活性材料理论容量偏低(如：LiCoO₂的理论容量只有130mAh/g、LiFeO₄理论容量约170mAh/g)，从而使得全固态电池的能量密度偏低。

(3)硫化物的固态电解质活性高，与氧化物的正极活性材料易发生反应，导致全固态电池的性能不稳定。

目前，制备全固态电池一般采用粉末压片法，采用这种方法存在如下问题：

(1)全固态电池需要依赖加压装置进行加压才能测试其充放电性能，一旦去掉模具，电池内部迅速出现破碎粉化的现象，导致电池内部阻抗过大，电池的容量会迅速衰减，若使用这些加压装置，又会造成全固态电池单体的能量密度偏低。

(2)固态电解质层较厚(一般在1mm以上)，使的全固态电池能量密度的较低。

因此急需提供一种倍率性能、循环性能和能量密度良好的，可以在自持压的情况下电池容量不会迅速衰减的全固态电池及其制备方法。

发明内容

本发明提供以FeS为正极活性材料的全固态电池，以解决现有技术中全固态电池界面阻抗高，电池循环性能和倍率性能较低的问题，以及现有技术中全固态电池能量密度较低的问题。

本发明提供采用涂布方法、并在真空条件下加热加压的全固态电池的制备方法，以解决现有技术中粉末压片法制备得到的全固态电池在无加压模具保持的情况下进行充放电，电池容量会迅速衰减的技术问题，以及由于固态电解质层过厚导致的能量密度较低的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种全固态电池，包括：正极片、固态电解质层和负极片；其中，

所述正极片包括集流体和正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料和离子导电剂，所述正极活性材料为FeS，所述离子导电剂为硫化物；

所述固态电解质层包括固态电解质，所述固态电解质为硫化物。

可选地，根据本发明的全固态电池，所述FeS与所述离子导电剂的质量比为1:0.1～2.5。