[发明专利]制造阴极复合物的方法及制造全固态电池的方法

说明书

本公开涉及制造阴极复合物的方法及制造全固态电池的方法。特别地，本公开涉及一种用于全固态电池的阴极复合物的制造方法，其中通过将固体电解质、导电材料和阴极活性材料与溶剂混合，然后进行两步真空干燥，来制造阴极复合物，从而降低阴极活性材料、固体电解质和导电材料之间的界面电阻，从而增加了离子电导率，从而改善电池性能和容量，以及包括该阴极复合物的全固态电池的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种制造全固态电池的阴极复合物的方法，其中通过溶剂混合和真空干燥降低了阴极活性材料、固体电解质和导电材料之间的界面电阻，从而提高了离子电导率，从而改善了电池的性能和容量，以及包括制造该阴极复合物的全固态电池的方法。

背景技术

本部分中的描述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

如今，二次电池被广泛用于诸如车辆和电力存储系统的大型设备以及诸如移动电话、便携式摄像机和膝上型计算机等小型设备。一个示例是锂二次电池，其优点是每单位面积的容量比镍锰电池或镍镉电池的容量大。不幸的是，锂二次电池容易过热，并且能量密度仅为约360Wh/kg，导致输出功率差，使其不适合用作用于车辆的下一代电池。

因此，具有高功率输出和高能量密度的全固态电池受到关注。全固态电池包括：阴极，其包括活性材料、固体电解质、导电材料和粘合剂；阳极；以及插入在阴极和阳极之间的固体电解质。常规的全固态电池的阴极是通过对阴极活性材料、导电材料和固体电解质进行机械球磨以提供混合粉末然后进行热压而制得的。

然而，当通过机械研磨制造用于全固态电池的阴极时，不能适当地发生阴极活性材料、导电材料和固体电解质之间的界面接触，从而不期望地使电池性能劣化。另外，异质界面处电导率的变化可能引起极化现象，导致电池电阻增加，这也是不希望的。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，因此，其可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供一种通过溶剂混合和真空干燥降低阴极活性材料、固体电解质和导电材料之间的界面电阻来制造具有改善的离子电导率的全固态电池用阴极复合物的方法。

本公开还提供了一种制造全固态电池的方法，该方法包括由于材料之间的界面电阻的减小而具有改善的离子电导率的阴极层，从而提高了电池性能和容量。

本公开提供了一种制造全固态电池的阴极复合物的方法，该方法包括通过混合固体电解质前体和第一溶剂来制备第一混合物；通过混合导电材料、阴极活性材料和第二溶剂来制备第二混合物；通过混合第一混合物和第二混合物制备第三混合物；通过干燥第三混合物来制造阴极复合物。

固体电解质前体是Li₂S，P₂S₅、基于Li₂S-P₂S₅的化合物或以下化学式1表示的化合物中的至少一种：

[化学式1]

Li_aM_bS_cX_d

其中X是Cl、Br或I；M是P、N、As、Sb或Bi；a是1-10；b是1-6；c是1-10；d是1-6。

基于Li₂S-P₂S₅的化合物可能包括以3：1至4：1的摩尔比混合的Li₂S和P₂S₅。

第一溶剂和第二溶剂可以选自包括以下的组：乙醇、丙醇、丁醇、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、四氢呋喃、1，2-二甲氧基乙烷、丙二醇二甲醚、乙腈及其组合。