[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

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：Li_1+xA_xZ_2-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：Li_3xA_2/3-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。