[发明专利]一种电池正极复合极片及其制备方法以及包含其的固态电池

说明书

本发明提供一种电池正极复合极片及其制备方法以及包含其的固态电池，所述电池正极复合极片包括铝层，以及自所述铝层的相对两面依次叠层设置的复合活性物质层、固态电解质层和聚合物锂盐层。所述制备方法将复合活性物质浆料涂覆在铝层两侧，之后在复合活性物质层表面继续涂覆固态电解质浆料，在固态电解质层表面涂覆聚合物锂盐浆料，得到所述电池正极复合极片。本发明所述电池正极复合极片通过聚合物锂盐层和负极极片紧密的接触，并利用固态电解质层带来的高离子电导率，可以有效的降低界面阻抗，提高固态电池性能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种电池正极复合极片及其制备方法以及包含其的固态电池。

背景技术

能量密度是限制锂离子电池在动力储能等领域广泛应用的关键因素，随着能量密度的提高，安全、倍率和高低温使用问题也随之增加。在固态电池中，由于固态电解质不同于传统液态电解质，固态电解质能克服液态电解质导致的安全性低、循环寿命短、温度使用范围窄等问题。

现有技术中，固态电解质涂覆在负极或正极极片表面制成复合极片是常用的固态电池极片制备方法，其中固态电解质涂层包括电解质基体、粘结剂、锂盐。但是这种方法制备得到的电解质涂层会对电池界面导电性能造成很大的影响。由于固态电解质相对液态电解质的电导率更低，固态电解质与极片界面之间也不同于传统液态锂离子电池的固-液接触，而是固-固接触，因此导致界面之间接触不紧密，使得电极和电解质之间存在着较大的界面阻抗，进一步降低电池的性能。

CN111384436A公开了一种负极涂覆固态电解质浆料的复合极片制备方法，该方法使用水性聚合物固态电解质制备复合负极极片，再在复合负极极片上涂覆混合有油性有机粘结剂和高氧化物固态电解质的浆料制备成复合负极片。该方法制备出的复合极片离子电导率较低，并且复合负极与正极的固-固接触的较大阻抗会造成电池性能的下降。

CN108232111A公开了一种固体电池用的复合正极极片及其制备方法，此复合正极极片由活性材料、导电剂A、导电剂B、粘结剂、聚氧化乙烯、锂盐构成；该复合正极极片的制备方法，首先将粘结剂溶于NMP溶液中，之后添加导电剂A，分散之后，继续添加导电剂B，之后将活性材料、聚氧化乙烯以及锂盐按照质量比分别添加到胶液中进行分散搅拌，制备成正极浆料；采用涂布机将正极浆料涂布在集流体上，收卷后的极片在真空烤箱中进行干燥，对干燥后的电极片进行辊压，分切得到复合正极极片。将得到的复合正极片与固体电解质和负极片进行叠片、组装得到固态锂离子电池。但是该固态锂离子电池的容量较低，容量保持率较差。

CN110233285A公开了一种利用聚合物电解质改善固态电池界面稳定性的方法，该方法利用制备的分级多孔聚合物电解质膜作为缓冲层材料，置于电极材料与所述的固态电解质之间，与正极材料、电解质材料和金属锂形成良好的接触，有效降低界面阻抗，并能减缓固态电解质与金属锂的直接接触反应。但该方法操作流程复杂，不适合大规模工业化推广应用。

因此，亟需开发一种操作流程简单，制备成本低廉，且制备得到的固态电池的电化学性能优异的电池正极复合极片及其制备方法以及包含其的固态电池。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种电池正极复合极片及其制备方法以及包含其的固态电池，通过在具有复合活性物质层的铝层的相对两面增加固态电解质层和聚合物锂盐层来提高正极复合极片和负极极片间的接触紧密性和离子电导率，进而提高固态电池的性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电池正极复合极片，所述电池正极复合极片包括铝层，以及自所述铝层的相对两面依次叠层设置的复合活性物质层、固态电解质层和聚合物锂盐层。