[发明专利]一种含有锂镧锆氧三电极的锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种含有锂镧锆氧三电极的锂离子电池， 其特征在于，所述电池包括外壳和电芯，所述电芯包括负极片、负极极耳、隔膜、正极片、正极极耳、参比电极，所述参比电极置于最外侧的负极片和外壳之间，所述参比电极由锂镧锆氧空心壳、金属锂和导出极构成，所述锂镧锆氧空心壳包裹金属锂，所述锂镧锆氧空心壳的尺寸为长50-70mm，宽30-50mm，厚度为0.5-3mm；所述锂镧锆氧空心壳的组分为Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂，所述Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂按化学式中Li、La、Zr、M的摩尔比，选取LiOH·H₂O或Li₂CO₃、La₂O₃或La(OH)₃、ZrO₂和M₂O₅作原料，其中M为Nb、Ta、Hf、Al、Si和Ga中的一种，且0≤x≤2。

2.一种如权利要求1所述的含有锂镧锆氧三电极的锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1： 将Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂锂镧锆氧在酒精介质中球磨24小时；

S2： 将球磨后的锂镧锆氧烘干；

S3： 将烘干后的锂镧锆氧在900-1100℃煅烧6-24小时，升温速率1-5℃/min，得到Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂(LLZO)陶瓷粉；

S4： 将LLZO陶瓷粉压片，得到陶瓷生坯；

S5：将陶瓷生坯 垂直加压5-40MPa，升温速率为1-5℃/min，恒温1100-1250℃保温1-3小时，得到致密度为99％的陶瓷固态电解质；

S6：将陶瓷固态电解质制作成锂镧锆氧空心壳；

S7：在LLZO空心壳中塞入金属锂，并于惰性气体下，加热至185-220℃将Li熔融，将导出极，一头塞入熔融Li中，另一头引伸至外壳；

S8：降低至室温后，密封空心壳开口处，形成LLZO@Li。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的金属锂也可替换为Li、Sn和In至少一种的合金或嵌锂石墨、LiPO₄、NMC、LTO。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述LLZO@Li为一层或多层。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述惰性气体为氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)中的至少一种。