[发明专利]低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯、电池及其制备方法

权利要求书

1.低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯，其特征在于，包括依次叠合的正极层、电解质层和负极层；

所述正极层由正极压制粉末压制而成，所述正极压制粉末包括混合均匀的正极材料粉体和硫化物固态电解质粉体；

所述电解质层由电解质压制粉末压制而成，所述电解质压制粉末为硫化物固态电解粉体；

所述负极层由负极压制粉末压制而成，所述负极压制粉末包括混合均匀的负极材料粉体和硫化物固态电解质粉体；

所述正极压制粉末、电解质压制粉末、负极压制粉末中的硫化物固态电解质粉体为各自独立选择的成分，其相同或不同；

所述正极层和电解质层之间还设有第一界面层，所述负极层与电解质层之间还设有第二界面层，所述第一界面层和第二界面层为SEI膜混合层，所述SEI膜混合层为电解质层在大于等于600 MPa的压力，或300 ℃、1-10 MPa环境下与对应一侧的正极层或负极层发生界面反应后形成的；

所述电解质层中硫化物固态电解质粉体成分为硫银锗矿类硫化物锂离子固体电解质。

2.根据权利要求1所述的低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯，其特征在于，所述正极材料粉体为钴酸锂材料、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

A、将均匀混合有负极材料粉体和硫化物固态电解质粉体的负极压制粉末放置入模具内冷等静压成型负极层；

B、在负极层上表面均匀摊铺一层电解质压制粉末，冷等静压成型得到压合为一体的负极层和电解质层；

C、在电解质层上表面铺装一层包含均匀混合有正极材料粉体和硫化物固态电解质粉体的正极压制粉末，冷等静压成型压合为一体的负极层、电解质层和正极层，得到预制电芯；

D、取出预制电芯后，在正极层和负极层的外侧向电解层方向施加1~10 MPa的压力，并在300~500 ℃下高温处理5~10 min，得到成品电芯；

或包括以下步骤，

A、将均匀混合有正极材料粉体和硫化物固态电解质粉体的正极压制粉末放置入模具内冷等静压成型正极层；

B、在正极层上表面均匀摊铺一层电解质压制粉末，冷等静压成型得到压合为一体的正极层和电解质层；

C、在电解质层上表面均匀摊铺一层包含均匀混合有负极材料粉体和硫化物固态电解质粉体的负极压制粉末，冷等静压成型压合为一体的正极层、电解质层和负极层，得到预制电芯；

D、取出预制电芯后，在正极层和负极层的外侧向电解层方向施加1~10 MPa的压力，并在300~500 ℃下高温处理5~10 min，得到成品电芯。

4.根据权利要求3所述的低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯的制备方法，其特征在于，所述正极材料粉体为钴酸锂材料、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料中的一种，所述负极材料粉体为石墨；所述负极压制粉末与电解质压制粉末的粒度比为1:0.7~1:0.8；所述电解质压制粉末与正极压制粉体的粒度比为2:1~7:5。

5.根据权利要求3所述的低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯的制备方法，其特征在于，所述预制电芯高温处理时放入温度为300~500℃的预热温室内进行高温处理。

6.根据权利要求3所述的低内阻的固态硫化物电解质锂电池电芯的制备方法，其特征在于，所述预制电芯高温处理步骤中，在加热嵌对预制电芯初始加压1~3MPa再进行加热，待预制电芯温度达到300~500℃后以1MPa/min并计时高温处理时间，加压至5~10MPa并保持压力，待高温处理时间结束。