[发明专利]二次电池及其制备方法、用电设备

说明书

本发明涉及新能源电池领域，具体而言，提供了一种二次电池及其制备方法、用电设备。所述二次电池包括依次层叠设置的氧化钼正极、含锂的固态电解质、以及氧化钼负极。上述二次电池其结构为无锂型的对称电池结构，该电池的正负极价格低廉，电极稳定性好，易于保存，该电池的首次库仑效率平均在96％以上，循环3000圈仍可保持80％以上的容量，同时其高低温性能优良，在‑50～400℃下工作仍可保持稳定性，且容量是常温下的两倍左右。

技术领域

本发明涉及新能源电池领域，具体而言，涉及一种二次电池及其制备方法、用电设备。

背景技术

锂离子电池因其较高的比容量和能量密度以及循环寿命长、工作电压高、无记忆效应等众多优点，在消费电子、电动工具、医疗电子、电动汽车、轨道交通、航空航天、大规模可再生能源接入、电网调峰调频以及分布式储能等领域得到了广泛的应用。目前商用锂电池采用有机液态电解液，其安全性能较差，易燃易爆，而随着固态电解质材料的发展，安全不易燃的全固态锂电池成为了研究的重点。

目前，现有的全固态薄膜锂电池的制备均是基于磁控溅射和热蒸发来进行的，其正极材料一般为含锂化合物(磁控溅射制得)，例如钴酸锂，其负极材料一般为金属锂(热蒸发制得)，金属锂的活性强，保存困难，且现有的全固态薄膜锂电池的材料成本高，电池的耐高温性能差，无法耐受200℃以上的高温，难以在特殊条件下使用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种二次电池，该二次电池具有价格低廉、电极稳定性好、易于保存、循环性能好和高温性能好的优点。

本发明的第二目的在于提供一种二次电池的制备方法，该方法工艺简单可靠，整个制备过程只需采用磁控溅射一套设备即可完成，减少了设备成本，且电池封装简单、易于规模化生产。采用上述方法制备得到的二次电池具有价格低廉，电极稳定性高，易于保存，循环性能和高温性能好等优点。

本发明的第三目的在于提供一种包括上述二次电池的用电设备，该用电设备至少具有与上述二次电池相同的优势。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种二次电池，包括依次层叠设置的氧化钼正极、含锂的固态电解质、以及氧化钼负极。

作为进一步优选的技术方案，氧化钼为MoO₂或MoO₃。

作为进一步优选的技术方案，氧化钼正极和/或氧化钼负极的厚度为400-600nm；

优选地，含锂的固态电解质的厚度为1-3μm。

作为进一步优选的技术方案，含锂的固态电解质选自锂的氧化物；

优选地，锂的氧化物选自LiPON。

第二方面，本发明提供了一种上述二次电池的制备方法，采用磁控溅射法依次制作氧化钼正极、含锂的固态电解质、以及氧化钼负极。

作为进一步优选的技术方案，在制备氧化钼正极时，以钼为靶材，在通入氧气和惰性气体的条件下，在基片表面溅射得到所述正极；

优选地，在制备氧化钼负极时，以钼为靶材，在通入氧气和惰性气体的条件下，在含锂的固态电解质表面溅射得到所述负极。

作为进一步优选的技术方案，在制备氧化钼正极时，以氧化钼为靶材，在通入惰性气体的条件下，在基片表面溅射得到所述正极；

优选地，在制备氧化钼负极时，以氧化钼为靶材，在通入惰性气体的条件下，在含锂的固态电解质表面溅射得到所述负极。

作为进一步优选的技术方案，通入氧气的体积流量为8-12sccm，通入惰性气体的体积流量为35-45sccm。