[发明专利]一种锂离子电池正极片的制备方法及固态电池

说明书

本发明提供一种锂离子电池正极片的制备方法。所述制备方法将固态电解质金属盐为阳离子源，按照一定的摩尔质量比称量好后溶于弱酸和多元醇中搅拌形成金属酸螯合物，螯合物在多元醇中加热时，产生多种阳离子均匀分布的固态聚合酯，加入无机阴离子盐溶液加热搅拌，溶液内部发生酯化反应和多元聚合反应，搅拌3h后干燥，随后放入马弗炉中在空气气氛下400摄氏度煅烧6h得到均一的固态电解质粉末。本发明的正极片的制备方法，降低了包覆材料在制备过程中的难度，减少了能量损耗，该材料与石墨负极组装成固态电池后能改善传统固态电池在低温时性能表现不佳的缺点，提高了全固态锂电池的电化学性能。另外，本发明还提供一种采用该正极片的固态电池。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池正极片的制备方法及固态电池。

背景技术

锂离子电池由于其具有高能量密度以及长循环寿命等优点，目前已成为全球科研工作者研究的热门对象。并且锂离子电池在新能源汽车、消费电子产品、医疗电子设备以及可穿戴电子等领域已得到广泛的应用。

目前常用的锂离子电池包括正极材料、负极材料、隔膜以及电解液，虽然锂离子电池理论循环寿命长，但由于其在充电过程中锂离子还原时会形成树枝状的金属锂枝晶，当锂枝晶富集到一定程度时会将液态的电解液消耗完，可能会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接造成热失控引发燃烧爆炸。使用固态电解质替代液态电解质是解决锂离子电池安全性问题最为有效的途径，全固态锂离子电池具有更小的体积，在表现出良好的电化学稳定性同时也避免了漏液问题，此外，固态锂离子电池还有良好的耐冲击性能以及更好的热稳定性，也进一步提高了电池的安全性。

在固态电解质众多研究方向中，固态电解质包覆正极材料是最受研究者青睐的方向之一。但目前报道的固态电解质包覆正极基本需要耗费大量的能源且步骤繁琐，在该种方法下生产的电池热稳定性低，尤其表现为电池在低温时性能不稳定以及高温情况下电池容量退化严重。

公开号为CN114551819A的中国发明专利公开了一种LATP/高镍复合正极材料、正极片和电池，通过提高正极材料镍含量克服了高镍三元正极材料与LATP固体电解质之间界面相容性差的难题，有效降低界面阻抗，促进锂离子电荷转移和传输，提高正极片和全固态锂电池的电化学性能，但镍含量的增加会加大正极活性，正极片在充放电过程中被腐蚀的风险也随之增加。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种锂离子电池正极片的制备方法及固态电池。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种锂离子电池正极片的制备方法及固态电池，所述方法包括以下步骤：

（一）将固态电解质金属盐为阳离子源，按照一定的摩尔质量比称量好后溶于弱酸和多元醇中搅拌形成金属酸螯合物，螯合物在多元醇中加热时，产生多种阳离子均匀分布的固态聚合酯，加入无机阴离子盐溶液加热搅拌，溶液内部发生酯化反应和多元聚合反应，搅拌3h后干燥，随后放入马弗炉中在空气气氛下400摄氏度煅烧6h得到均一的固态电解质粉末；

（二）将正极活性物质置于含有固态电解质与有机溶剂混合液的搅拌罐中低速分散得到混合浆料后放入鼓风干燥箱干燥，将干燥后的混混合浆料放入气氛炉中煅烧得到固态电解质包覆正极材料；

（三）将粘结剂、导电剂、溶剂按照一定比例加入搅拌罐中低速搅拌一定时间后加入所述固态电解质包覆正极材料高速搅拌得到正极浆料，按照一定速度涂布到集流体上得到锂离子电池正极片。

进一步的，所述固态电解质金属源为硝酸锂、磷酸锂、氯化锂、碳酸锂、氧化铝、硝酸铝、碳酸铝、钛源为钛酸丁酯、钛酸四正丁酯中的一种，所述固态电解质为LATP、LAGP、Li4Zn(GeO4)4、LLTO中的至少一种。

进一步的，所述干燥箱的干燥温度为60℃-80℃，干燥时间 6-12h，所述煅烧温度为300℃-400℃，煅烧时间为3-8h，所述低速分散转速为600-1200r/min。