【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用的固态电解质涂层、负极极片及其制备方法
[0001]本专利技术涉及锂电池材料
,特别涉及一种锂电池用的固态电解质涂层、负极极片及其制备方法。
技术介绍
[0002]锂离子电池自1991年被日本索尼公司商业化以来,在电动汽车,消费电子和储能领域等各个领域应用越来越普遍。然而锂离子电池存在的安全隐患极大地限制了锂离子电池的应用,特别是在过充、过放、外力挤压和碰撞等不良的工况下,电池内短路导致电池的起火爆炸风险大大提升。目前电动汽车的安全隐患问题极大地打击了消费者的购买动力,因此迫切需要相应的技术方案去解决这一问题。
[0003]为了解决上述问题,常见的策略是对锂离子电池负极材料进行包覆和掺杂,提高热稳定性。但是这种策略往往会牺牲锂离子电池的能量密度或者倍率性能,且无法有效阻止电池在针刺、碰撞、挤压等安全测试过程中经常会发生的内短路现象。为了攻克这一技术难题,有必要针对锂离子电池的负极集流体做适当的改性。
[0004]固态电解质具有较好的化学稳定性、电化学稳定性和热稳定性,可以阻止锂电池热失控过程中的内短路现象的发生,同时提高电池耐过充过放的能力,从而提高电池的安全性能。在锂电池负极集流体表面涂覆固态电解质涂层,既保证了电池的安全性能,又使得负极集流体兼具离子电导和电子电导,降低电极方阻值,有利于高倍率负极活性材料动力学性能的充分发挥。此外,还可以提升负极的剥离强度,从而对锂电池进行更加长效的保护。
[0005]因此,需要开发一种固态电解质涂层应用于锂电池中,可以在不牺牲锂电池能量 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池的固态电解质涂层,其特征在于,所述固态电解质涂层包括:第一导电剂、无机固态电解质和第一粘结剂;所述第一导电剂包括:炭黑、导电石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的一种或多种;所述无机固态电解质包括:Li5La3Ta2O
12
、Li5La3Nb2O
12
、Li7La3Sn2O
12
、Li
1+x
Al
x
Ge2‑
x
(PO4)3、Li
3y
La
2/3
‑
y
TiO3、LiZr2‑
z
Ti
z
(PO4)3、Li
1+m
Al
m
Ti2‑
m
(PO4)3、Li4‑
n
Ge1‑
n
P
n
S4、Li
3+p
Si
p
P
p
O4、Li7La3Zr2O
12
、Li7‑
q
La3Zr2‑
q
Ta
q
O
12
或Li2S
‑
P2S5体系硫化物电解质中的一种或多种;其中,0≤x≤2,0≤y≤2/3,0≤z≤2,0≤m≤2,0≤n≤1,0≤p≤2,0≤q≤1;所述无机固态电解质为纳米材料,粒径Dv50为200nm
‑
2μm;所述第一粘结剂包括:羧甲基纤维素钠CMC、丁苯橡胶SBR、聚四氟乙烯PTFE或聚偏氟乙烯PVDF中的一种或多种;所述第一导电剂的质量占所述固态电解质涂层的总质量的百分比为5%
‑
35%;所述无机固态电解质占所述固态电解质涂层的总质量的百分比为50%
‑
80%;所述第一粘结剂占所述固态电解质涂层的总质量的百分比为5%
‑
30%。2.一种负极极片,其特征在于,所述负极极片包括上述权利要求1所述的固态电解质涂层;所述负极极片还包括负极集流体和负极活性材料涂层。3.根据权利要求2所述的负极极片,其特征在于,所述固态电解质涂层涂覆于所述负极集流体的两侧表面;所述负极集流体为铜箔;所述固态电解质涂层为单层,厚度为0.5μm
‑
3μm;所述负极活性材料涂层涂覆于所述固态电解质涂层的表面;所述负极活性材料涂层的厚度为20μm
‑
110μm。4.根据权利要求2所述的负极极片,其特征在于,所述负极活性材料涂层包括:负极活性材料、第二导电剂和第二粘结剂;所述第二导电剂的质量占所述负极活性材料涂层的总质量的百分比为1%
‑
5%;所述负极活性材料占所述固负极活性材料涂层的总质量的百分比为90%
‑
98%;所述第二粘结剂占所述负极活性材料涂层的总质量的百分比为1%
‑
5%。5.根据权利要求4所述的负极极片,其特征在于,所述负极活性材料包括:石墨、硬碳、软碳、Li4Ti5O
12
、氧化亚硅/碳复合材料、硅碳复合材料中的一种或者多种;所述第二导电剂包括:炭黑、导电石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的一种或多种;所述第二粘结剂包括:羧甲基纤维素钠CMC、丁苯橡胶SBR、聚四氟乙烯PTFE或聚偏...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹文卓,谭军豪,闫昭,李婷,
申请(专利权)人:宜宾南木纳米科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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