【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池材料，具体涉及一种全固态电池，更进一步地，还涉及该全固态电池的制备方法，特别地，还涉及一种车辆。
技术介绍
1、近年来，日益严重的能源危机以及温室效应促使着全球对清洁能源的开发。锂离子电池因其具有较高能量密度、长循环寿命以及无记忆效应的特点，自20世纪90年代实现商业化以来，迅速被应用于电动汽车、电子产品等诸多领域。然而液态锂离子电池的能量密度已逐渐无法满足现在的需要，且采用有机电解液存在泄露、燃烧甚至爆炸等安全隐患。
2、全固态电池采用固态电解质取代了液态电池中的电解液和隔膜，进一步提升了电池理论能量密度的同时，还从根本上避免了电解液泄露、降低甚至避免电池出现燃烧、爆炸等安全事故。
3、但目前全固态电池仍处于开发研究阶段，在电池的负极方面主要面临着以下挑战：所使用的负极材料与固态电解质之间界面相容性差，循环过程中界面不稳定，导致电池容量下降快；负极活性物质与电解质无法充分接触，导致负极克容量低。因此，有必要对现有的全固态电池进行研究改进。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种全固态电池，具有较好的负极界面兼容性，使负极材料的克容量得到有效发挥，并且提升了全固态电池的循环稳定性。
2、本专利技术实施例的全固态电池，包括正极片、固态电解质层和负极片，所述负极片的负极材料包括负极活性物质粉体和固态电解质粉体，其中，所述固态电解质层为硫化物固体电解质层，所述负极
3、本专利技术实施例的全固态电池带来的优点和技术效果，1、本专利技术实施例中，将负极活性物质粉体与固态电解质粉体混合形成负极材料，并在固态电解质层和负极材料中均采用硫化物固体电解质，使负极活性物质与固态电解质能够充分接触，降低了负极与固态电解质层界面之间的阻抗，有效提高了负极界面的兼容性；2、本专利技术实施例的全固态电池，充分发挥了负极活性物质的容量，有效提高了克容量，提升了负极界面的循环稳定性。
4、在一些实施例中，所述负极活性物质粉体包括siox掺杂的石墨，其中，所述石墨中siox含量为0.01wt％-30wt％；优选地，石墨与siox粒径大小为10-30μm。
5、在一些实施例中，所述负极材料中的硫化物固体电解质选自式ⅰ电解质中的至少一种；
6、xliag·ytcdd·zp2s5 式ⅰ
7、其中，0≤x<100，0≤y<100，0≤z<100；a＝1或2，c＝1或2，d＝1、2或5；
8、元素g选自s、cl、br或i；
9、元素t选自：li、si、ge、p、sn或sb；
10、元素d选自：cl、br、i、o、s或se。
11、在一些实施例中，所述硫化物固体电解质包括li6-xps5-xcl1+x，0≤x≤0.9、β-li3ps4、li7p2s8i、li6ps5cl0.5br0.5中的至少一种，优选地，其粒径大小为：li6-xps5-xcl1+x：1-2μm、li7p2s8i：3-5μm、β-li3ps4：4-7μm、li6ps5cl0.5br0.5：6-10μm。
12、在一些实施例中，所述负极活性物质粉体和固态电解质粉体的质量比为(3-5)：(7-5)，优选为5:5。
13、在一些实施例中，所述固态电解质层为单层电解质层，和/或，所述固态电解质层厚度为0.1-10mm。
14、在一些实施例中，所述固态电解质层中的硫化物固体电解质选自式ⅰ电解质中的至少一种；
15、xliag·ytcdd·zp2s5 式ⅰ
16、其中，0≤x<100，0≤y<100，0≤z<100；a＝1或2，c＝1或2，d＝1、2或5；
17、元素g选自s、cl、br或i；
18、元素t选自：li、si、ge、p、sn或sb；
19、元素d选自：cl、br、i、o、s或se；
20、优选地，所述硫化物固体电解质包括li6-xps5-xcl1+x，0≤x≤0.9、β-li3ps4、li7p2s8i、li6ps5cl0.5br0.5中的至少一种，优选地，其粒径大小为：li6-xps5-xcl1+x：1-2μm、li7p2s8i：3-5μm、β-li3ps4：4-7μm、li6ps5cl0.5br0.5：6-10μm。
21、在一些实施例中，所述负极材料中的固态电解质粉体与所述固态电解质层中的固态电解质相同。
22、优选地，负极活性物质粉体粒径大小为10-30μm，硫化物固体电解质粉体粒径大小为1-10μm。
23、本专利技术认为，通过将负极活性物质与固态电解质混和可以提高负极与电解质层的接触，有效改善负极活性物质在循环过程中因体积膨胀而产生的与电解质接触失效的情况；且采用粒径更小的固态电解质可以增加与负极活性物质的接触面积，使其在活性物质表面充分接触，并有助于提升压实密度即提升体积能量密度；并通过对不同混合比例的筛选对比，得到对性能提升效果最佳的比例，具体为质量比5：5。
24、本专利技术实施例还提供了一种全固态电池的制备方法，包括如下步骤：
25、a、将负极活性物质粉体与固态电解质粉体混合，得到复合负极材料；
26、b、将所述复合负极材料在固态电解质层的一侧压制成片，再将集流体压制在该片上，得到复合负极片；
27、c、在所述固态电解质层的另一侧设置正极片，制得全固态电池。
28、本专利技术实施例全固态电池的制备方法带来的优点和技术效果，1、本专利技术实施例的方法中，将负极活性物质粉体与固态电解质粉体混合得到复合负极材料，使负极活性物质与固态电解质能够充分接触，将该复合负极材料压制在固态电解质层上形成负极，有效提高了负极界面的兼容性；2、本专利技术实施例的方法，能够充分发挥负极活性物质的容量，有效提高了克容量，提升了负极界面的循环稳定性；3、本专利技术实施例的方法，简单易行，易于工业化应用，具有广阔的前景。
29、在一些实施例中，所述步骤a中，所述负极活性物质粉体与固态电解质粉体的混合采用物理研磨，研磨温度为20-30℃，研磨环境为氩气氛围，研磨时间为0.1-60min；和/或，所述步骤b中，所述固态电解质层由电解质粉体压制而成，所述复合负极材料在固态电解质层上的压制条件为0.1-500mpa；和/或，所述步骤b中，所述集流体为不锈钢片。
30、本专利技术实施例还提供了一种车辆，包括本专利技术实施例的全固态电池。本专利技术实施例的车辆，具有本专利技术实施例的全固态电池能够带来的所有优点，在此不再赘述。
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1.一种全固态电池，其特征在于，包括正极片、固态电解质层和负极片，所述负极片的负极材料包括负极活性物质粉体和固态电解质粉体，其中，所述固态电解质层为硫化物固体电解质层，所述负极材料中的固态电解质粉体为硫化物固体电解质。
2.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，所述负极活性物质粉体包括SiOx掺杂的石墨，其中，所述石墨中SiOx含量为0.01wt％-30wt％，优选地，石墨与SiOx的粒径大小为10-30μm。
3.根据权利要求2所述的全固态电池，其特征在于，所述负极材料中的硫化物固体电解质选自式Ⅰ电解质中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的全固态电池，其特征在于，所述硫化物固体电解质包括Li6-xPS5-xCl1+x，0≤x≤0.9、β-Li3PS4、Li7P2S8I、Li6PS5Cl0.5Br0.5中的至少一种，优选地，其粒径大小为1-10μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的全固态电池，其特征在于，所述负极活性物质粉体和固态电解质粉体的质量比为(3-5)：(5-7)，优选为5:5。
6.根据权利要求1
7.根据权利要求1或6所述的全固态的半电池，其特征在于，所述固态电解质层中的硫化物固体电解质选自式Ⅰ电解质中的至少一种；
8.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，所述负极材料中的固态电解质粉体与所述固态电解质层中的固态电解质相同。
9.一种权利要求1-8中任一项所述的全固态电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的全固态电池的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，所述负极活性物质粉体与固态电解质粉体的混合采用物理研磨，研磨温度为20-30℃，研磨环境为氩气氛围，研磨时间为0.1-60min；和/或，所述步骤b中，所述固态电解质层由电解质粉体压制而成，所述复合负极材料在固态电解质层上的压制条件为0.1-500MPa；和/或，所述步骤b中，所述集流体为不锈钢片。
11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的全固态电池。
...【技术特征摘要】
1.一种全固态电池，其特征在于，包括正极片、固态电解质层和负极片，所述负极片的负极材料包括负极活性物质粉体和固态电解质粉体，其中，所述固态电解质层为硫化物固体电解质层，所述负极材料中的固态电解质粉体为硫化物固体电解质。
2.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，所述负极活性物质粉体包括siox掺杂的石墨，其中，所述石墨中siox含量为0.01wt％-30wt％，优选地，石墨与siox的粒径大小为10-30μm。
3.根据权利要求2所述的全固态电池，其特征在于，所述负极材料中的硫化物固体电解质选自式ⅰ电解质中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的全固态电池，其特征在于，所述硫化物固体电解质包括li6-xps5-xcl1+x，0≤x≤0.9、β-li3ps4、li7p2s8i、li6ps5cl0.5br0.5中的至少一种，优选地，其粒径大小为1-10μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的全固态电池，其特征在于，所述负极活性物质粉体和固态电解质粉体的质量比为(3-5)：(5-7)，优选为5:5。
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈伟，康丹苗，姚霞银，张秩华，谢文睿，刘高瞻，杨梦利，田富丽，
申请(专利权)人：北京车和家信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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