[发明专利]一种固态锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种固态锂离子电池，包括正极极片、负极极片和位于所述正极极片和负极极片之间的固态电解质层，其特征在于，所述正极极片中包括正极活性物质和第一固态电解质的混合物，所述固态电解质层中包括有机高分子和第二固态电解质的混合物；

所述正极活性物质和第一固态电解质的质量比为1:0-0.05且不含1:0；

所述固态锂离子电池通过如下制备方法制备得到，所述制备方法包括以下步骤：

(1)配制包含正极活性物质和第一固态电解质的正极浆料，涂布于正极集流体上，冷压，得到正极极片；

(2)将第二固态电解质、有机高分子和溶剂混合，制成电解质浆料；

(3)将电解质浆料涂抹在步骤所述正极极片的至少一侧，干燥，在正极极片表面形成固态电解质层；

(4)将负极极片贴合到固态电解质层一侧，热压，得到固态锂离子电池；

第一固态电解质和第二固态电解质均为氧化物固态电解质。

2.根据权利要求1所述的固态锂离子电池，其特征在于，第一固态电解质和第二固态电解质的种类相同或不同。

3.根据权利要求1所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述第一固态电解质和第二固态电解质独立地选自LLZO固态电解质和掺杂的LLZO固态电解质中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述第一固态电解质和第二固态电解质均为Ta掺杂的LLZO固态电解质。

5.根据权利要求4所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述Ta掺杂的LLZO固态电解质的化学式为Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂。

6.根据权利要求1所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质和第一固态电解质的质量比为1:0.01-0.05。

7.根据权利要求1所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述第二固态电解质和有机高分子的质量比为3.5-6:1。

8.根据权利要求7所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述第二固态电解质和有机高分子的质量比为3.5-4.5:1。

9.根据权利要求1所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述有机高分子包括PVP、PEO和PVDF中的至少一种。

10.如权利要求1-9任一项所述的固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)配制包含正极活性物质和第一固态电解质的正极浆料，涂布于正极集流体上，冷压，得到正极极片；

(2)将第二固态电解质、有机高分子和溶剂混合，制成电解质浆料；

(3)将电解质浆料涂抹在步骤所述正极极片的至少一侧，干燥，在正极极片表面形成固态电解质层；

(4)将负极极片贴合到固态电解质层一侧，热压，得到固态锂离子电池。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一固态电解质和第二固态电解质的制备方法独立地包括以下步骤：

(a)将锂源、镧源、锆源和掺杂源混合并球磨，得到粉料；

(b)将步骤(a)所得粉料于1100℃-1380℃烧结；

(c)将步骤(b)烧结所得物料加入溶剂中球磨，球磨结束后蒸发溶剂，得到固态电解质粉料。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(a)所述锂源的用量相对于固态电解质分子式的理论用量过量10wt％-20wt％。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(a)之后步骤(b)之前进行步骤(a＇)：将步骤(a)所得粉料在800℃-1000℃条件下预烧，冷却后进行球磨。