[发明专利]用于制备固体电解质的方法和包含该固体电解质的全固态电池组

说明书

本发明公开了用于制备固体电解质的方法和包含该固体电解质的全固态电池组。具体地，本发明提供一种制备用于全固态电池组的固体电解质的方法，所述方法包括：通过将包含硫化锂的第一原材料与第二原材料分散在溶剂中来获得浆料，所述第二原材料选自硫化硅、硫化磷、硫化锗、硫化硼以及它们的组合；以及干燥浆料。

技术领域

本发明涉及用于制备固体电解质的非研磨类方法和用于制备具有致密化正电极的全固态电池组的方法，所述致密化正电极包含该固体电解质。

背景技术

如同锂离子二次电池组，使用固体电解质的全固态电池组是已知的。全固态电池组包括含固体电解质的电解质层，在电解质层的两个表面上形成的电极(正电极和负电极)，以及接触每个电极的集电器。作为固体电解质，通常使用锂离子电导率高的硫化物类固体电解质。

作为正电极活性材料，使用包含锂离子的过渡金属氧化物，并且由于正电极活性材料具有低的锂离子导电率，所以正电极通常包含固体电解质。

为了促进锂离子在正电极中的移动，正电极活性材料和固体电解质需要均匀分布，并且正电极需要形成致密化形式。

在现有技术中，通过使用粉末化形式的正电极活性材料以及固体电解质的简单机械混合工艺来制备正电极。因此，正电极中存在多个孔，并且正电极活性材料、固体电解质等未均匀地分布，从而使得存在电池组性能变差的问题。特别地，材料的特性例如难以实现微粉化(由于硫化物类固体电解质的高延展性而造成的)、难以选择溶剂以及易受水分损害在改进现有工艺中起着致命的限制作用。

公开于该发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不可被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种能够制备其中固体电解质、正电极活性材料等均匀分布的用于全固态电池组的正电极的方法。

在各个方面，本发明也已致力于解决与现有技术相关的上述问题，并且提供了一种能够通过使孔的产生最小化来制备用于致密化全固态电池组的正电极的方法。

在各个方面，本发明还已致力于解决与现有技术相关的上述问题，并且提供了一种能够通过简化的工序制备用于改进的全固态电池组的正电极的方法。

本发明的目的不限于上述目的。本发明的目的将通过以下描述而变得更加清楚，并且将通过权利要求中描述的手段以及它们的组合来实现。

本发明的各个方面旨在提供一种制备用于全固态电池组的固体电解质的方法，其包括：通过将包含硫化锂的第一原材料与第二原材料分散在溶剂中来获得浆料，所述第二原材料选自硫化硅、硫化磷、硫化锗、硫化硼以及它们的组合；以及干燥浆料。

在本发明的示例性实施方案中，该方法不包括研磨第一原材料和第二原材料。

在另一个示例性实施方案中，将包含过渡金属元素和卤素元素中的任意一种或多种的第三原材料进一步分散在溶剂中。

还在另一个示例性实施方案中，溶剂选自酯类溶剂、醚类溶剂以及它们的组合。

还在另一个示例性实施方案中，溶剂选自丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯以及它们的组合。

仍然还在另一个示例性实施方案中，干燥在真空或惰性气体气氛下进行。

在进一步的示例性实施方案中，干燥在约100℃至约200℃(例如约100℃至约200℃、约110℃至约200℃、约150℃至约200℃、约180℃至约200℃、约100℃至约110℃、约100℃至约120℃、约100℃至约140℃、约120℃至约180℃等)的温度下进行。

在另一个进一步的示例性实施方案中，固体电解质为至少包含锂(Li)、磷(P)和硫(S)的硫化物类固体电解质。