[发明专利]一体化正极及其制备方法、固态电池

权利要求书

1.一种一体化正极，其特征在于，包括金属集流体、金属硫化物正极材料、硫化物电解质和金属导电剂；所述金属集流体具有多孔结构；所述金属硫化物正极材料和所述硫化物电解质形成混合物，并至少填充于所述多孔结构中；所述金属导电剂至少分散于所述混合物中。

2.根据权利要求1所述的一体化正极，其特征在于，所述金属导电剂选自铁、镍、钴中的至少一种；和/或

所述金属导电剂的粒径为0.5nm-5nm。

3.根据权利要求1所述的一体化正极，其特征在于，所述金属集流体选自泡沫金属、金属筛网中的至少一种；和/或

所述金属集流体的厚度为20μm-200μm；

所述金属硫化物正极材料选自Fe₂S₃、FeS、NiS、Ni₂S₃、CoS、Co₂S₃中的至少一种；和/或

所述硫化物电解质选自Li₂S-SiS₂基电解质、LiX-Li₂S-SiS₂基电解质、Li₂S-P₂S₅基电解质、LiX-Li₂S-P₂S₅基电解质中的至少一种，且X为卤族元素。

4.根据权利要求3所述的一体化正极，其特征在于，所述泡沫金属的材质选自铁、镍、钴中的至少一种；和/或

所述金属筛网的材质选自铁、镍、钴、不锈钢中的至少一种；和/或

所述金属筛网为多层金属筛网。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一体化正极，其特征在于，所述金属硫化物正极材料中的金属元素、所述金属导电剂中的金属元素与所述金属集流体中的金属元素一致。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一体化正极，其特征在于，所述金属硫化物正极材料、所述硫化物电解质、所述金属导电剂的质量比为(60-85):(30-12):(10-3)。

7.一种一体化正极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据权利要求1-6中任一项所述的一体化正极，提供金属硫化物正极材料、硫化物电解质和金属集流体；

将所述金属硫化物正极材料、所述硫化物电解质的混合物至少填装于所述金属集流体的多孔结构中，得到极片；

所述极片经烧结处理，然后浸渍于液态金属羰基化合物中进行超声处理，得到所述一体化正极。

8.根据权利要求7所述的一体化正极的制备方法，其特征在于，所述液态金属羰基化合物选自羰基铁、羰基镍、羰基钴中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的一体化正极的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的方法是在无水无氧、频率为20kHz-60kHz的交变磁场条件下，对所述极片烧结0.01s-5min；和/或

所述超声处理是在惰性气氛下，以非水溶剂作为超声传导介质；和/或

所述超声处理的超声频率为28kHz。

10.一种固态电池，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的一体化正极，或权利要求7-9任一项所述一体化正极的制备方法制备得到的一体化正极。