[发明专利]一种锂电池结构及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池结构及其制备方法。一种锂电池结构，包括正极结构、负极结构和设置在两者之间的氧化物固态电解质层，所述正极结构包括M_xO_y型过渡金属氧化物，所述正极结构面向氧化物固态电解质层的一侧形成有正极修饰层；所述氧化物固态电解质层包括含锂的氧化物；所述负极结构包括含锂、硅、碳的Li_mSiC_p复合材料，所述负极结构面向氧化物固态电解质层的一侧形成有负极修饰层。正极修饰层和负极修饰层的形成很好的降低界面阻抗，增强锂电池结构的稳定性，提高能量密度和循环稳定性。

【技术领域】

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池结构及其制备方法。

【背景技术】

上世纪90年代SONY公司开发第一代商用锂电池以来，由于锂电池具有高能量密度和输出工作电压的优点，被广泛用于数码电子产品、电动汽车及大规模储能等方面。使用有机电解液的传统锂电池在过充、短路等状态下，存在起火爆炸的问题，将有机电解液替换为固态电解质将彻底解决这一问题。金属氧化物电极材料具有高比容量(≥700mAh/g)和高电压平台(≥4.5V)，且制造工艺相对简单，是高能量锂电池电极材料的首选。而氧化物固态电解质(钙钛矿型、石榴石型、NASICON型等)具有离子电导率高(≥0.1mS/cm)、不易被氧化、无毒、电化学稳定等优势，被认为是新一代薄膜锂电池固态电解质的首选。但是在全固态电池制备的过程中形成的固态电解质与电极界面上，两个不同组成的固相结合造成离子种类和浓度的突变，微观结构的不同造成离子通道不连续，造成电池传输阻抗偏大，是影响全固态电池性能的关键问题。因此，如何改善M_xO_y型正极结构与氧化物固态电解质界面及电解质氧化物固态电解质与锂硅碳复合负极界面将是解决薄膜固态锂电池能量密度低、循环稳定性差的关键。

【发明内容】

为克服目前固态锂电池界面之间阻抗大，造成导电性能不高的问题，本发明提供一种能很好的改善界面阻抗，提高导电性能高的锂电池结构及其制备方法。

本发明为了解决上述技术问题，提供一技术方案：一种锂电池结构，包括正极结构、负极结构和设置在两者之间的氧化物固态电解质层，所述正极结构包括M_xO_y型过渡金属氧化物，所述正极结构面向氧化物固态电解质层的一侧形成有正极修饰层；所述氧化物固态电解质层包括含锂的氧化物；所述负极结构包括含锂、硅、碳的Li_mSiC_p复合材料，所述负极结构面向氧化物固态电解质层的一侧形成有负极修饰层。

优选地，所述正极结构包括的M_xO_y型过渡金属氧化物为CuO、NiO、Bi₂O₃、CoO、FeO、Fe₂O₃、Mn₂O₃等过渡金属氧化物中的一种或者其复合物。