[发明专利]固态电解质、复合一体化正极、一体化电池及其制备方法

权利要求书

1.一种复合一体化正极，其特征在于：所述复合一体化正极由复合聚合物电解质膜和辊压预处理后的泡沫镍正极材料进行相互堆叠并常温辊压处理而成；所述复合一体化正极的厚度为0.200mm～0.250mm;

所述复合聚合物电解质膜为由固态电解质和聚偏氟乙烯通过溶液浇铸法复合而成的陶瓷复合聚合物电解质；所述复合聚合物电解质膜的厚度为0.100～0.150mm；所述复合聚合物电解质中，所述固态电解质和所述聚偏氟乙烯的质量比例为(0.83～1.33)：0.43；

所述固态电解质的制备方法为：采用高温固相预烧制-再烧制两步法进行制备，包括如下步骤：

S1，按预定比例，将粉末状的氢氧化锂、三氧化二镧、二氧化锆和五氧化二钽分散于异丙醇中，在300～400rpm转速下，球磨处理8～12h，得到浆料；然后，将研磨好的所述浆料在70～90℃下真空干燥10～15h，得到混合粉末；

S2，将步骤S1制备的所述混合粉末在940～960℃下预烧制4～8h，得到预烧制粉末，然后将所述预烧制粉末再进行研磨处理；

S3，将步骤S2研磨处理后的预烧制粉末在1050～1150℃下烧制12～16h，得到所述固态电解质；

所述氢氧化锂、三氧化二镧、二氧化锆和五氧化二钽四者的质量比例为(0.36～0.43)：1：0.43：0.14；

所述固态电解质的组成结构式为Li_6.7La₃Zr_1.7Ta_0.3O₁₂；

所述复合一体化正极的制备方法，包括如下步骤：

P1，正极浆料的制备：按预定比例，将石墨烯分散到有机溶剂中，再分别加入聚偏氟乙烯、Super P和LiTFSI，配制成混合溶液，磁力搅拌均匀后，得到正极浆料；

P2，正极的制备：将步骤P1制备的所述正极浆料喷涂在泡沫镍上，烘干处理得到泡沫镍正极，然后进行辊压处理；

P3，一体化正极的制备：将步骤P2辊压平整后的泡沫镍正极与所述复合聚合物电解质膜相互堆叠在一起，再进行辊压处理，制备得到厚度为0.200～0.250mm的所述复合一体化正极。

2.根据权利要求1所述的复合一体化正极，其特征在于：所述复合一体化正极的制备方法的步骤P1中，所述石墨烯、所述聚偏氟乙烯、所述Super P和所述LiTFSI四者的质量比例为(10～11)：(0.9～1.1)：(0.9～1.1)：(0.5～0.7)。

3.根据权利要求1所述的复合一体化正极，其特征在于：所述复合一体化正极的制备方法的步骤P1中，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮；在所述正极浆料中，所述石墨烯的浓度为6～10mg·mL^-1。

4.根据权利要求1所述的复合一体化正极，其特征在于：所述复合一体化正极的制备方法的步骤P2中，所述正极浆料在所述泡沫镍上的喷涂密度为0.02～0.06mL/cm²。

5.一种包含权利要求1至4中任一项权利要求所述的复合一体化正极的一体化电池，其特征在于：所述一体化电池由所述复合一体化正极、锂金属负极以及电解液三者组装而成。