[发明专利]锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法与固态锂金属电池

权利要求书

1.一种锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，包括步骤：

提供石榴石型固态电解质；

在所述石榴石型固态电解质表面沉积LiPON薄膜；

使所述石榴石型固态电解质表面沉积的LiPON薄膜与熔融的锂金属原位反应，得到位于所述锂金属与石榴石型固态电解质之间的界面修饰层。

2.根据权利要求1所述的锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，所述石榴石型固态电解质为铌掺杂的石榴石型固态电解质，所述铌掺杂的石榴石型固态电解质的制备方法，包括步骤：

将摩尔比为6.5:3:1.5:0.5的锂源、镧源、锆源和铌源混合于球磨罐中，进行球磨，得到混合原料；

将所述混合原料经干燥、过筛后进行煅烧处理，将煅烧后的粉体经球磨细化，再经干燥、过筛，得到前驱体粉末；

将所述前驱体粉末压片成型后进行烧结处理，得到所述铌掺杂的石榴石型固态电解质。

3.根据权利要求2所述的锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，所述煅烧处理的条件包括：以升温速率为5～10℃/min升温至950℃，然后保温6h；

所述烧结处理的条件包括：以升温速率为2～4℃/min升温至1260～1300℃，然后保温0.5～1h。

4.根据权利要求1所述的锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，所述在所述石榴石型固态电解质表面沉积LiPON薄膜的步骤，具体包括：以Li₃PO₄陶瓷靶为陶瓷靶材、氮气为溅射气氛，采用磁控溅射的方式，在所述石榴石型固态电解质表面沉积LiPON薄膜。

5.根据权利要求4所述的锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射的条件包括：磁控溅射功率为100～160W，磁控溅射温度为25～100℃，靶基距为6～10cm，磁控溅射压强为0.5～1Pa，磁控溅射时间为1～4h。

6.根据权利要求1所述的锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，所述石榴石型固态电解质表面沉积的LiPON薄膜的厚度为200～800nm。

7.根据权利要求6所述的锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，所述石榴石型固态电解质表面沉积的LiPON薄膜的厚度为200～600nm。

8.根据权利要求1所述的锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，所述石榴石型固态电解质表面沉积的LiPON薄膜与熔融的锂金属原位反应的温度为200～400℃。

9.根据权利要求1所述的锂金属与石榴石型固态电解质之间界面修饰层的制备方法，其特征在于，所述石榴石型固态电解质表面沉积的LiPON薄膜与熔融的锂金属原位反应的时间为45s～2min。

10.一种固态锂金属电池，其特征在于，包括正极，负极，石榴石型固态电解质，所述石榴石型固态电解质位于所述正极和负极之间；

所述负极为锂金属负极，所述锂金属负极与所述石榴石型固态电解质之间具有权利要求1～9任一项所述方法制备得到的界面修饰层。