[发明专利]一种锂电池复合材料

说明书

本发明提供了一种锂电池复合材料，所述锂电池复合材料包括固态电解质和作为阴极的涂覆在所述固态电解质表面的金属混合熔融物涂层，所述金属混合熔融物涂层为金属锂、金属锌和氧化锂的混合熔融物。本发明的锂电池复合材料通过将金属锂、金属锌和氧化锂形成混合熔融物之后涂覆在固态电解质表面形成涂层，降低了阴极材料与固态电解质接触面之间的比表面积差值，使得本发明的锂电池复合材料具有更小的阻抗和导电率，充放电性能更好。

技术领域

本发明涉及电池材料领域，具体涉及一种锂电池复合材料。

背景技术

锂离子电池被广泛应用于众多电子产品和动力设备源。由于液态有机锂离子电池容易在受到碰撞或刺破时发生剧烈燃烧，而导致人员或财产损失，因此全固态锂离子电池是具有较高安全性的能源存储设备。但是由于熔融金属锂和固态电解质存在巨大的比表面能，使得金属锂不能在固态电解质铺展，导致固态电解质和金属锂存在巨大的离子传输电阻，高达2319Ωcm^-2，以及导致熔融金属锂和固态电解质界面接触不良造成离子传输路径不均匀，从而导致局部电流过大，加速了锂枝晶生长，最终导致电池短路。申请号201810210158.X的发明专利中描述了一种无机-有机复合固态电解质，但是目前有机固态电解质电导率比无机固态电解质低一到两个数量级，因此该电解质电导率比无机固态电解质的电导率低，并且该电解质由于有机物的添加导致固态电解质机械强度下降，整体致密度下降，容易被锂枝晶刺破，容易导致电池短路从而导致严重事故。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种锂电池复合材料。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种锂电池复合材料，所述锂电池复合材料包括固态电解质和作为阴极的涂覆在所述固态电解质表面的金属混合熔融物涂层，所述金属混合熔融物涂层为金属锂、金属锌和氧化锂的混合熔融物。

上述锂电池复合材料通过将金属锂、金属锌和氧化锂形成混合熔融物之后涂覆在固态电解质表面形成涂层，降低了阴极材料与固态电解质接触面之间的比表面积差值，使得包含有锂金属的金属混合熔融物涂层更好地贴合在固体电解质表面，金属锂、金属锌和氧化锂形成的金属混合熔融物涂层中形成了锌锂合金可以形成电子和锂离子传输通道加大负极中的锂的利用率，同时氧化锂可以作为充放电过程中负极膨胀形变的缓冲物，使得上述锂电池复合材料具有更小的阻抗和导电率，充放电性能更好。

优选地，所述金属锂、金属锌和氧化锂的重量比为10：(1～1.20)：(1～1.20)。

发明人经过研究发现，作为阴极的涂覆在所述固态电解质表面的金属混合熔融物涂层中当金属锂、金属锌和氧化锂的重量比为10：(1～1.20)：(1～1.20)时，上述锂电池复合材料的阻抗更小，充放电性能更好。

优选地，所述金属锂、金属锌和氧化锂的重量比为10：(1～1.12)：(1～1.12)。

发明人经过研究发现，作为阴极的涂覆在所述固态电解质表面的金属混合熔融物涂层中当金属锂、金属锌和氧化锂的重量比为10：(1～1.12)：(1～1.12)时，上述锂电池复合材料的阻抗更小，充放电性能更好。

优选地，所述金属锂、金属锌和氧化锂的重量比为10：1：1.11。

发明人经过研究发现，作为阴极的涂覆在所述固态电解质表面的金属混合熔融物涂层中当金属锂、金属锌和氧化锂的重量比为10：1：1.11时，上述锂电池复合材料的阻抗更小，充放电性能更好。

优选地，所述固态电解质为锂镧锆氧。

优选地，所述锂电池复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将固态电解质表面抛光后用有机溶剂冲洗后干燥；

(2)将金属锂加热至180～250℃得到金属锂熔融物A；