[发明专利]一种含有固态电解质的正极极片及其制备方法和应用在审

专利信息
申请号: 202110970602.X 申请日: 2021-08-23
公开(公告)号: CN113707880A 公开(公告)日: 2021-11-26
发明(设计)人: 张新华;翁启东;吴俊洁;周永 申请(专利权)人: 湖州南木纳米科技有限公司
主分类号: H01M4/62 分类号: H01M4/62;H01M4/131;H01M4/136;H01M4/1391;H01M4/1397;H01M10/052
代理公司: 北京慧诚智道知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11539 代理人: 李楠
地址: 313098 浙江省湖州*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 含有 固态 电解质 正极 及其 制备 方法 应用
【权利要求书】:

1.一种含有固态电解质的正极极片,其特征在于,所述正极极片包括:活性材料、导电剂、粘结剂和固态电解质;各组分按照质量百分比为:活性材料:导电剂:粘结剂:固态电解质=[80-98]:[0.1-5]:[1.0-10]:[0.1-5];

其中,所述活性材料包括:磷酸铁锂LFP、钴酸锂LCO、锰酸锂LMO、磷酸锰铁锂LMFP、或镍钴锰酸锂三元材料中的一种;

所述固态电解质包括:LISICON型固态电解质、NASICON型固态电解质、钙钛矿型固态电解质、石榴石型固态电解质或硫化物型固态电解质中的一种或多种混合。

2.根据权利要求1所述的正极极片,其特征在于,

所述导电剂包括:炭黑SUPER-P、导电石墨KS-6、碳纳米纤维、碳纳米管CNT、乙炔黑、石墨烯、科琴碳、金属银、金属金中一种或多种;

所述粘结剂包括:聚偏氟乙烯、丁苯乳胶、苯丙乳胶、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯、海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯以及聚四氟乙烯中的一种或者多种混合。

3.根据权利要求1所述的正极极片,其特征在于,

所述石榴石型固态电解质具体为:Li7A3Z2O12,其中A为La、Ca、Sr、Ba、K中的一种或多种,Z为Zr、Ta、Nb或Hf中的一种或多种;

所述NASICON型固态电解质具体为:Li1+xAxZ2-x(PO4)3,其中x在0.01-0.5之间,A为Al、Y、Ga、Cr、In、Fe、Se、La中的一种或多种,Z为Ti、Ge、Ta、Zr、Sn、Fe、V或Hf中的一种或多种;

所述LISICON型固态电解质具体为:Li14A(ZO4)4,其中A为Zr、Cr、Sn中的一种或多种,Z为Si、S、P中的一种或多种;

所述钙钛矿型固态电解质具体为:Li3xA2/3-xZO3,其中x在0.01-0.5之间,A为La、Al、Mg、Fe、Ta中的一种或多种,Z为Ti、Nb、Sr、Pr中的一种或多种;

所述硫化物固态电解质具体为:xLi2S-(1-x)P2S5、xLi2S-(1-x)Al2S3、xLi2S-(1-x)SiS2或Li10AZ2S12,其中,0x1,A为Ge、Sn、Pb的一种或者多种,Z为P、S、Al的一种或者多种。

4.一种上述权利要求1-3任一所述的含有固态电解质的正极极片的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

首先将粘结剂溶于N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂中,添加导电剂进行搅拌分散,然后继续添加固态电解质进行分散,最后添加活性材料,分散均匀后制备成正极浆料;各组分按照质量百分比为:活性材料:导电剂:粘结剂:固态电解质=[80-98]:[0.1-5]:[1.0-10]:[0.1-5];

将制备好的正极浆料转移到涂布机上以100-1000μm的湿涂厚度涂敷到集流体上,并在烘箱中40-160℃充分干燥后进行收卷,得到烘干收卷的极片;

将所述烘干收卷的极片进行辊压、分切和/或模切,得到所述含有固态电解质的正极极片。

5.根据权利要求4所述的正极极片的制备方法,其特征在于,所述集流体为铝箔、多孔铝箔、涂炭铝箔或多孔涂炭铝箔中的任一种,所述集流体的厚度为8-25μm。

6.根据权利要求4所述的正极极片的制备方法,其特征在于,所述涂敷的方式具体包括刮刀式涂布、辊涂转移式涂布和狭缝挤压式涂布中的一种。

7.一种锂电池,其特征在于,所述锂电池包括上述权利要求1-3任一项所述的正极极片。

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