[发明专利]一种全固态锂电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种全固态锂电池及其制备方法，属于锂电池技术领域，包括正极、固态电解质和负极，所述固态电解质层设置在正极与负极之间，所述正极与固态电解质层之间设置有正极界面修饰层，所述负极与固态电解质层之间设置有负极界面修饰层；本发明采用与锂兼容的聚合物修饰固态电解质层和锂负极之间的界面，采用耐高压的聚合物修饰固态电解质和高压正极之间的界面，采用分别修饰正负极界面的非对称界面修饰层可以改善界面润湿性，改善界面性能，极大降低了界面阻抗。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体是一种全固态锂电池及其制备方法。

背景技术

随着锂离子电池在生产和生活中的广泛应用，其安全性能受到人们越来越大的关注。由于传统使用的液态电解质有着较高的离子电导率、加工处理方便、电极/电解液界面容易控制等一系列优点，使得液态电解质在锂电池领域得到了广泛的应用。但是由于醚类和酯类等易燃有机电解液的大量使用，使得锂电池存在着严重的安全问题，除此之外，其有限的电化学窗口让其在高压电池体系的应用遇到困难。因此，使用安全性能较好的固态电解质代替有机电解液来组装成固态电池，有望提高锂电池的安全性能并提高其能量密度。

在固态锂电池的研发过程中，固态电池存在是许多问题亟待解决，其中最为关键的是固态电池要实现能量密度/功率密度和长期循环的稳定性，其固态电极/电解质界面问题是目前最难解决的问题之一。高界面阻抗制约了全固态电池性能的提高，因此金属锂/固体电解质界面相的形成及其性质对界面阻抗变化起决定性的作用。在提高固态电池性能时，仍要系统深入地研究界面相形成的机理及物化特性，并通过界面调控从而形成低阻抗稳定界面层，从而提高固态电池的容量和寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全固态锂电池及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全固态锂电池，包括正极、固态电解质和负极，所述固态电解质层设置在正极与负极之间，所述正极与固态电解质层之间设置有正极界面修饰层，所述负极与固态电解质层之间设置有负极界面修饰层，所述负极界面修饰层和正极界面修饰层的厚度均为1-50μm。

作为本发明的进一步技术方案：所述正极1包括LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、Li₃V₂(PO₄)₃、Li₃V₃(PO₄)₃、LiVPO₄F、Li₂CuO₂、Li₅FeO₄、TiS₂、V₂S₃、FeS、FeS₂、TiO₂、Cr₃O₈、V₂O₅、MnO₂、LiCo_xNi_1-x-yAl_yO₂、LiFe_pMn_qX_1-p-qO₄、Li_1+sL_1-p-qM_pN_qO₂、LiYS_r中的至少一种；

其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，0≤p≤1，0≤q≤1，0≤p+q≤1，-0.1≤s≤0.2，1≤r≤2.5；

X包括Al、Mg、Ga、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo的至少一种；