[发明专利]一种全固态厚膜锂电池及其制备方法

权利要求书

1.一种全固态厚膜锂电池，其特征在于，该电池包括厚膜正极、薄膜电解质和厚膜负极三层核心层；其中，厚膜负极为双相锂合金或双相锂合金与三维导电材料形成的复合物。

2.根据权利要求1所述的全固态厚膜锂电池，其特征在于，厚膜正极的厚度为30-500μm，薄膜电解质厚度为1-9μm，厚膜负极的厚度为10-200μm。

3.根据权利要求1所述的全固态厚膜锂电池，其特征在于，双相锂合金是通过将铜、钙、镁、铝、锌、锡、银、硼、钡或铟加入熔融状态的锂中，形成含有金属锂单质相和含锂固溶体/金属间化合物相的两相结构的复合物。

4.根据权利要求1所述的全固态厚膜锂电池，其特征在于，双相锂合金与三维导电材料形成的复合物通过将熔融的双相锂合金热灌入三维导电材料的孔隙中制得。

5.根据权利要求1-4任一项所述的全固态厚膜锂电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将正极活性物质、导电剂、粘结剂和固态电解质在液体介质中混合均匀，配成正极浆料；

(2)将正极浆料制备在正极集流体上，然后经烘干、辊压，得到厚膜正极；

(3)将电解质材料采用气相沉积法在厚膜正极上制备薄膜电解质；

(4)采用熔融法在薄膜电解质上制备厚膜负极，再覆盖负极集流体，得到全固态厚膜锂电池。

6.根据权利要求5所述的全固态厚膜锂电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)中正极活性物质为LiCoO₂、LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiNi_0.5Mn_0.5O₂、LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂、xLiMO₂·(1-x)Li₂MnO₃中至少一种；其中，0x1，0y1。

7.根据权利要求5所述的全固态厚膜锂电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)中正极活性物质、固态电解质、导电剂和粘结剂质量比为：(4-8)：(0.5-3.5)：(0.5-1.5)：1。

8.根据权利要求5所述的全固态厚膜锂电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中将正极浆料制备在正极集流体上的方法为流延法、涂覆法、喷涂法、喷墨打印法或丝网印刷法。

9.根据权利要求5所述的全固态厚膜锂电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中电解质材料为Li₃PO₄、LiPON、LLZO、LLTO、Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃、Li₃PS₄或其衍生物。

10.根据权利要求5所述的全固态厚膜锂电池的制备方法，其特征在于，步骤(4)中熔融法为熔融流延法、熔融喷涂法、熔融挤出法或熔融焊接法。