【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体为一种固态电池三维复合极片及其制作方法和应用。
技术介绍
1、锂电池通常有两种外型：圆柱型和方型，电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成，正极包括由钴酸锂，或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等，及铝箔组成的电流收集极，负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成，电池内充有有机电解质溶液，另外还装有安全阀和ptc元件，部分圆柱式使用，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏，锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势，在消费电子领域具有广泛的应用，然而随着电动汽车和可移动电子设备的高速发展，人们对电池安全性的关注度与要求也越来越高。
2、随着新能源汽车、可穿戴设备及储能系统的快速发展，对电池的能量密度、安全性和循环寿命提出了更高要求，固态电池因其高能量密度、良好的安全性和较长的循环寿命成为研究热点，然而，固态电解质与电极材料之间的界面兼容性差、接触电阻高以及电解质层内部离子传输效率低等问题限制了固态电池的商业化应用。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种固态电池三维复合极片及其制作方法和应用，解决了上述
技术介绍
中所提到的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种固态电池三维复合极片，包括电极极片和固态电解质层，所述电极极片包含活性物质、导电剂、粘结剂和无机固态电解质颗粒；所述固态电解质层包括两层结构，分
3、优选的，所述活性物质为正极或负极材料，采用锂钴氧化物和石墨中的一种，所述导电剂采用碳黑和导电石墨中的一种，所述粘结剂采用pvdf和ptfe中的一种，所述无机固态电解质颗粒均匀分布于电极材料中。
4、优选的，所述正极侧的电解质层采用与正极活性物质兼容性较好的材料，材料为氧化锂镧钛酸盐，所述负极侧的电解质层则采用与负极兼容性好的材料，材料为硫化物电解质和聚合物电解质中的一种。
5、本专利技术还公开了一种固态电池三维复合极片的制作方法具体包括以下步骤：
6、s1、制备正极电极浆料：将锂钴氧化物、碳黑、pvdf和llto固态电解质颗粒按质量比85:5:5:5混合，倒入研钵中，使用研钵或球磨机等设备，对混合物进行充分研磨，以确保各组分均匀混合，研磨时间在30分钟至1小时之间，在研磨均匀的混合物中加入nmp溶剂，搅拌均匀得到正极电极浆料；
7、s2、涂布与干燥：将正极电极浆料涂布在铝箔集流体上，形成均匀的正极涂层，将涂布好的电极片放置在真空干燥箱中，然后在80℃-90℃下干燥12-14小时，以去除溶剂并固化电极材料；
8、s3、制备固态电解质层：正极侧采用溶胶-凝胶法制备llto固态电解质层，负极侧采用化学气相沉积法制备硫化物电解质层；
9、s4、复合与压制：将干燥后的正极电极极片与固态电解质层进行复合，并通过热压法在150℃-160℃、10mpa-15mpa条件下压制30-40分钟，形成固态电池三维复合极片；
10、s5、后续处理与测试：根据需要对固态电池三维复合极片进行后续处理，切割、打磨、清洗等，对制备好的固态电池三维复合极片进行电化学性能测试，包括循环稳定性、能量密度、安全性等指标，测试结果将用于评估极片的性能并优化制备工艺。
11、优选的，所述s2中，涂布过程可以通过刮刀、喷涂或自动涂布机等设备完成。
12、优选的，所述s4中，复合过程需要确保各层之间紧密结合，避免出现气泡或分层现象，通过热压或冷压等方式对复合后的极片进行压制处理，以增强各层之间的结合力并改善电极的致密性。
13、本专利技术还公开了一种固态电池三维复合极片的应用，所述固态电池三维复合极片用于制备固态锂离子电池。
14、有益效果
15、本专利技术提供了一种固态电池三维复合极片及其制作方法和应用。与现有技术相比具备以下有益效果：该固态电池三维复合极片及其制作方法和应用，通过电极极片包含活性物质、导电剂、粘结剂和无机固态电解质颗粒；固态电解质层包括两层结构，分别位于电极极片的正负极两侧，提高了固态电池的能量密度：通过优化电极极片和固态电解质层的结构设计，增强了离子传输效率，提高了电池的能量密度；改善了界面兼容性：双层固态电解质层设计有效解决了电解质与电极材料之间的兼容性问题，降低了界面电阻，提高了电池的循环稳定性；提高了安全性：固态电解质的使用减少了液态电解质的泄漏风险，提高了电池的安全性；
16、固态电池三维复合极片通过设计双层或多层固态电解质层，分别优化与正负极材料的兼容性，显著降低了界面电阻，提高了离子传输效率，这种设计有助于解决固态电解质与电极材料之间界面兼容性差的问题，从而提高电池的整体性能，在电极极片中添加无机固态电解质颗粒，可以增强电极与固态电解质层之间的界面接触，提高整体导电性，此外，导电性良好的集流体也可以弥补过渡金属氧化物等活性物质导电性差的缺陷，进一步提升电极的导电性能，固态电池三维复合极片的结构设计有助于缓冲电池在充放电过程中的体积变化，减少电极材料的脱落和粉化，从而提高电池的循环稳定性，例如，在锂离子电池中，zno纳米片材在泡沫ni上原位生长会提高整体的电导率并提供了足够的空间来缓冲电池在循环过程中的体积变化，固态电解质的使用减少了液态电解质的泄漏风险，从而提高了电池的安全性，此外，固态电池三维复合极片的结构设计也有助于防止电池内部短路和过热等安全问题。
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1.一种固态电池三维复合极片，包括电极极片(1)和固态电解质层(2)，其特征在于：所述电极极片(1)包含活性物质、导电剂、粘结剂和无机固态电解质颗粒；所述固态电解质层(2)包括两层结构，分别位于电极极片(1)的正负极两侧。
2.根据权利要求1所述的一种固态电池三维复合极片，其特征在于：所述活性物质为正极或负极材料，采用锂钴氧化物和石墨中的一种，所述导电剂采用碳黑和导电石墨中的一种，所述粘结剂采用PVDF和PTFE中的一种，所述无机固态电解质颗粒均匀分布于电极材料中。
3.根据权利要求1所述的一种固态电池三维复合极片，其特征在于：所述正极侧的电解质层采用与正极活性物质兼容性较好的材料，材料为氧化锂镧钛酸盐，所述负极侧的电解质层则采用与负极兼容性好的材料，材料为硫化物电解质和聚合物电解质中的一种。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种固态电池三维复合极片，其特征在于：其制作方法具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种固态电池三维复合极片的制作方法，其特征在于：所述S2中，涂布过程可以通过刮刀、喷涂或自动涂布机等设备完成。p>
6.根据权利要求1所述的一种固态电池三维复合极片及其制作方法和应用，其特征在于：所述S4中，复合过程需要确保各层之间紧密结合，避免出现气泡或分层现象，通过热压或冷压等方式对复合后的极片进行压制处理，以增强各层之间的结合力并改善电极的致密性。
7.一种固态电池三维复合极片的应用，其特征在于：所述固态电池三维复合极片用于制备固态锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种固态电池三维复合极片，包括电极极片(1)和固态电解质层(2)，其特征在于：所述电极极片(1)包含活性物质、导电剂、粘结剂和无机固态电解质颗粒；所述固态电解质层(2)包括两层结构，分别位于电极极片(1)的正负极两侧。
2.根据权利要求1所述的一种固态电池三维复合极片，其特征在于：所述活性物质为正极或负极材料，采用锂钴氧化物和石墨中的一种，所述导电剂采用碳黑和导电石墨中的一种，所述粘结剂采用pvdf和ptfe中的一种，所述无机固态电解质颗粒均匀分布于电极材料中。
3.根据权利要求1所述的一种固态电池三维复合极片，其特征在于：所述正极侧的电解质层采用与正极活性物质兼容性较好的材料，材料为氧化锂镧钛酸盐，所述负极侧的电解质层则采用与负极兼容性好的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩博，杨正伟，
申请(专利权)人：中科融能盐城科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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