[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

说明书

本发明涉及硫化物电解质的全固态锂电池，公开了一种低内阻的固态硫化物电解质锂电池及其制备方法，其技术方案要点以对应材料的粉末依次叠压压制而成的正极层、电解质层和负极层，得到预制电芯，其中电解质层的粉末为硫化物固态电解至；再对预制电芯的正极层和负极层的外侧向电解层方向施加压力，并高温处理5~10min，得到成品电芯；向成品电芯安装极耳，并以铝塑膜包覆，并安装电池外壳，获得本申请低内阻的固态硫化物电解质锂电池，且减缓本申请固态硫化物电解质锂电池内阻导致的电池发热和循环性能下降。

技术领域

本发明涉及硫化物电解质的全固态锂电池，特别涉及一种低内阻的固态硫化物电解质锂电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种高比能的化学电源，被广泛地应用于能源、交通、通信、电动工具等领域。锂离子电池自1991年开始商业化至目前得到大规模的应用，在此过程中也伴随着不断的发展——由安全性较低的电解液到如今的安全性较高的固态电解质。

目前常用的固态电解质分为聚合物固态电解质和无机固态电解质。但当下固态电解质的应用普遍都存有界面阻抗的问题。界面阻抗问题主要原因是由于在全固态电池中正极、固态电解质和负极三者均采用固体，导致正极、固态电解质、负极之间界面结合性能差，初始界面阻抗大，同时随充放电使用，正极、固态电解质、负极三者各自的膨胀收缩，导致界面结合进一步恶化，使得界面阻抗随锂离子电池的使用时间而增大。

现有技术中对此的解决方案中聚合物固态电解质采用了电解液润湿的方法，其改进有有别与传统意义上的全固态电池，聚合物固态电解质将由聚合物固态电解质合物架构和锂盐电解液组成，锂盐电解液填充于聚合物固态电解质架构内，以锂盐电解液为中转，弱化聚合物固态电解质与正极、负极之间的界面阻抗。

而无机固态电解质中硫化物固态电解质作为一种较其他无机固态电解质较为新颖的种类，其具有较好的对化学稳定性、宽泛的温度适宜范围、良好的锂离子电导率和加工上的便利，使得硫化物固态电解质成为了目前无机固态电解质研究的热点方向之一。

对于硫化物固态电解质而言，硫化物固态电解质易于大多溶剂反应，以及硫化物固态电解质与溶解的锂盐长期接触过程中会发生不可逆的相变反应，导致电池性能下降，由此聚合物固态电解质的改善方法在硫化物固态电解质上难以直接取得较好的效果。

故而现有技术中又采用化学气相沉积法将硫化物固态电解质在正极或负极的侧面上沉积形成固态电解质层。由化学气相沉积法带来的物理上的紧密结合，以降低硫化物固态电解质与正极/负极之间的界面阻抗。

但随之带来了新的问题——正极和负极因其材料限制，正极、负极材料化学气相沉积法所需温度高于硫化物固态电解质的分解温度，由此正极和负极难以以化学气相沉积法形成与固态电解质层上，故化学气相沉积法仅只能弱化硫化物固态电解质对正极或负极中一者的界面阻抗。由此化学气相沉积法改进硫化物固态电解质的方法，实际获得的效果有限，另外尤其是对大尺寸的锂电池使用时，气相沉积面积大，成本高，沉积均匀性波动明显，效果不稳定，使其难以作为广泛适用的方法。

所以对全固态锂电池还需对此进行改进，为全固态锂电池的推广应用减少限制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种低内阻的固态硫化物电解质锂电池，减少本申请固态硫化物电解质锂电池的电池内阻，减缓电池内阻导致的电池发热和循环性能下降。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

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；