[发明专利]适用于全固态电池的负极材料层、其制备方法、负极片和全固态电池

权利要求书

1.一种全固态电池的负极材料层，其特征在于，所述负极材料层包括：由聚合物纤维相互搭接形成的网络状结构，以及分散并粘结于所述网络状结构中的负极活性物质、硫化物固态电解质和导电剂。

2.根据权利要求1所述的负极材料层，其特征在于，所述硫化物固态电解质包括Li₃PS₄、Li₇P₃S₁₁、Li₁₀GeP₂S₁₂、Li₆PS₅Cl、Li₇P₂S₈I、Li₁₀SnP₂S₁₂、Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄、式I所示化合物和式II所示化合物中的至少一种；

(1-x)Li₃PS₄·xLiM，式I；

式I中，x＝0～1.0，M选自Cl、Br或I；

(1-y)Li₇P₃S₁₁·yLiM，式II；

式II中，y＝0～1.0，M选自Cl、Br或I。

3.根据权利要求1或2所述的负极材料层，其特征在于，所述网络状结构通过可纤维化聚合物在剪切力作用下拉丝形成纤维，并在热压处理过程中相互搭接而成；

优选地，所述聚合物纤维包括聚四氟乙烯PTFE、聚偏氟乙烯PVDF、丁苯橡胶SBR、聚丙烯酸PAA、聚酰亚胺PI、聚丙烯腈PAN、聚丙烯PP、聚乙烯PE和聚苯乙烯PS中的至少一种，优选为PTFE；

优选地，所述负极活性物质包括石墨、硅和氧化亚硅中的任意一种或两种的混合物；

优选地，所述导电剂包括导电碳材料，所述导电碳材料包括乙炔黑、Super-P、碳纳米管、碳纤维、科琴黑、石墨导电剂和石墨烯中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的负极材料层，其特征在于，以所述负极材料层的总质量为100％计，聚合物纤维的质量占比为0.1％-30％，优选为3％-10％；

优选地，以所述负极材料层的总质量为100％计，负极活性物质的质量占比为25％-89.4％，优选为52.5％-71％；

优选地，以所述负极材料层的总质量为100％计，所述硫化物固态电解质的质量占比为10％-40％，优选为25％-35％；

优选地，以所述负极材料层的总质量为100％计，所述导电剂的质量占比为0.5％-5％，优选1％-2.5％；

优选地，所述负极材料层的厚度为30um-300um。

5.如权利要求1-4任一项所述的全固态电池的负极材料层的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)按配方量将可纤维化聚合物粉体、负极活性物质、硫化物固态电解质和导电剂混合，然后在剪切力的作用下使可纤维化聚合物粉体拉丝形成纤维，得到混合料；

(2)对步骤(1)所述混合料在集流体上进行热压处理，至预设厚度和预设压实密度，得到所述的负极材料层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合料中，可纤维化聚合物的质量占比为0.1％-30％，优选为3％-10％；

优选地，步骤(1)所述混合料中，负极活性物质的质量占比为25％-89.4％，优选为52.5％-71％；

优选地，步骤(1)所述混合料中，所述硫化物固态电解质的质量占比为10％-40％，优选为25％-35％；

优选地，步骤(1)所述混合料中，所述导电剂的质量占比为0.5％-5％，优选1％-2.5％。