[发明专利]复合电极材料的制备方法、锂电池极片的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合电极材料的制备方法、锂电池极片的制备方法，其中复合电极材料通过将卤化物固态电解质和聚合物包覆在电极材料上制备而成。本发明通过卤化物固态电解质提升电极材料的导离子性，再通过聚合物包覆解决卤化物固态电解质易吸水潮解、难存储的问题，使得最终得到的复合电极材料具有不潮解、易存储的特性，采用该复合电极材料制备的锂电池极片因含有卤化物固态电解质包覆而具有优异的导离子率。

技术领域

本发明属于锂电池领域，尤其涉及一种复合电极材料的制备方法、锂电池极片的制备方法。

背景技术

随着锂电池对安全性要求的提高，无机固体电解质在锂离子电池中的应用越来越受关注。而固态电解质的规模化应用不仅要有优异的电化学性能，其化学稳定性、机械加工性能也要能与规模化的生产过程相匹配。在主要的固态电解质中，硫化物离子电导率高但化学稳定性较差；氧化物体系涉及复杂，机械加工性能差难以解决物理接触问题；硼氢化物热力学稳定性、与正负极之间的适配性以及抑制枝晶生长的能力不足；聚合物固态电解质需要高温运行，且导离子能力较弱。

卤化物固态电解质兼具高离子电导率、稳定的化学/电化学稳定性、良好可塑性，室温下离子电导10^-3S·cm^-1，表现出良好的热、电化学稳定性，与各种界面都具有良好的相容性，是少有的可以在溶液中批量合成、特别是在水溶液中合成的固态电解质材料，因而在锂离子电池领域，特别是锂电池极片领域表现出较大潜力。卤化物固态电解质不仅被用作电解质使用，可以利用其抗氧化能力来用作高压正极与电解质之间的缓冲层；而对于一些负极稳定性较好的电解质如Li₃OCl等还具有潜力作为负极材料保护层；良好的电化学稳定性使得卤化物固态电解质还有潜力被用做高压氧化物正极材料颗粒的包覆层。而其可以溶于水等溶剂的特征使其在包覆工程化应用中难度低、可规模化且包覆效果好。

然而卤化物电解质具有易潮解的特征，容易形成结晶水使离子电导率急剧下降，而其干燥脱水温度又高于200度，与极片中的粘结剂耐受温度冲突，限制了材料的规模化工程应用。

鉴于上述情况，业界亟待研发一种卤化物电解质与锂电池电极材料结合的材料及其制备方法，在提升复合电极材料导离子性能的同时，能够解决卤化物电解质易潮解、难储存和应用的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种复合电极材料的制备方法、锂电池极片的制备方法，通过卤化物固态电解质提升电极材料的导离子性，再通过聚合物包覆解决卤化物固态电解质易吸水潮解、难存储的问题，使得最终得到的复合电极材料具有不潮解、易存储的特性，采用该复合电极材料制备的锂电池极片因含有卤化物固态电解质包覆而具有优异的导离子率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种复合电极材料的制备方法，通过将卤化物固态电解质和聚合物包覆在电极材料上制备而成。

优选地，所述复合电极材料的制备方法包括以下步骤：

(a)将电极材料、导电剂加入到卤化物固态电解质溶液中得到混合浆液；

(b)将所述混合浆液进行干燥处理得到卤化物盐包覆的电极材料；

(c)将所述卤化物盐包覆的电极材料在真空条件下焙烧得到卤化物固态电解质包覆的电极材料；

(d)将所述卤化物固态电解质包覆的电极材料加入到溶有聚合物的油性溶剂中，然后经干燥形成复合电极材料。

优选地，所述步骤(a)中：

所述电极材料为正极材料或负极材料；和/或

所述导电剂选自炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；和/或