[发明专利]锂金属固态电池的纳米合金中间相

权利要求书

1.一种用于固态锂电池的电极，其包括：

集电体；和

所述集电体上的电极活性层；

其中所述电极活性层包括锂金属或锂金属合金，所述锂金属或锂金属合金具有均质纳米合金颗粒组合物的表面层，所述纳米合金颗粒组合物含有元素M的纳米颗粒或元素M的锂合金的纳米颗粒，其中M为选自第2族和第8-16族的元素中的至少一种元素。

2.根据权利要求1所述的用于固态锂电池的电极，其中所述元素M为选自由Ag、Al、As、Bi、Ca、Cd、Ga、Ge、In、Mg、N、Pb、Pd、Pt、Rh、Ru、S、Sb、Se、Si、Sn、Sr、Te、Tl和Zn组成的组的元素。

3.根据权利要求1所述的用于固态锂电池的电极，其中所述纳米颗粒组合物的表面层的厚度为1至100nm。

4.一种固态锂电池，其包括：

至少一个根据权利要求1所述的用于固态锂电池的电极；和

与均质纳米合金颗粒组合物的表面层直接接触的固态电解质。

5.一种固态锂电池，其包括：

锂金属或锂合金金属负极；

固态电解质；和

正极；

其中LiM合金纳米颗粒和M元素纳米颗粒中的至少一种的中间相区域均匀地布置在所述负极金属和所述固态电解质之间，并且其中所述合金组分M为选自第2族和第8-16族的元素的能够与锂形成合金的元素。

6.根据权利要求5所述的固态锂电池，其中所述元素M为选自由Ag、Al、As、Bi、Ca、Cd、Ga、Ge、In、Mg、N、Pb、Pd、Pt、Rh、Ru、S、Sb、Se、Si、Sn、Sr、Te、Tl和Zn组成的元素的组中的元素。

7.根据权利要求5所述的固态锂电池，其中所述中间相区域的厚度为1至100nm。

8.根据权利要求5所述的固态锂电池，其中所述固态电解质为选自由式(I)的硫代磷酸锂复合物、Li₃PS₄、Li₇P₃S₁₁和Li₁₀GeP₂S₁₁组成的组中的硫代磷酸锂：

xLi₂S·yP₂S₅·(100-x-y)B (I)

其中B为选自包含Li₃N、P₂O₅ Li₂O、LiN₃、GeS₂或LiX的材料的组的复合材料，其中X为I、Cl或Br，x和y各自代表33.3％至50％的质量％值，使得Li₂S、P₂S₅和B的总质量％为100％。

9.根据权利要求8所述的固态锂电池，其中所述硫代磷酸锂包括选自由LiI、LiBr、LiCl、Li₃N、LiPON、Li₃P、Li₂O、Li₃BO₃和LiBH₄组成的盐的组的锂盐。

10.根据权利要求5所述的固态锂电池，其中所述正极包括锂金属氧化物，所述锂金属氧化物选自由钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)和锂镍锰钴氧化物组成的组。