[发明专利]适用于半固态电池的电极材料层、其制备方法、电极片和半固态电池

权利要求书

1.一种半固态电池的电极材料层，其特征在于，所述电极材料层包括：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电极活性物质、固态电解质和导电剂，其中，所述固态电解质选自氧化物固态电解质和聚合物固态电解质；

以所述电极材料层的总质量为100％计，所述固态电解质的质量占比为2％-10％，所述氧化物固态电解质占氧化物固态电解质和聚合固态电解质总量的20％-80％；

所述半固态电池的电极材料层通过下述方法制备得到，所述方法包括以下步骤：

(1)按配方量，先将电极活性物质、固态电解质和导电剂进行一次混合，然后加入可纤维化的聚合物粉体进行二次混合，所述混合的速度为100rpm-800rpm，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，所述在剪切力的作用下使可纤维化聚合物粉体拉丝形成纤维的方式为高速搅拌，所述高速搅拌的速度为8000rpm-25000rpm，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，得到所述的电极材料层。

2.根据权利要求1所述的电极材料层，其特征在于，所述氧化物固态电解质包括Li_7-x'La₃Zr_2-x'Ta_x'O₁₂、Li_7-2y'La₃Zr_2-y'W_y”O₁₂、Li_7-z'La₃Zr_2-z'Nb_z'O₁₂、Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li_1+m'Al_m'Ti_2-m'(PO₄)₃和Li_1+n'Al_n'Ge_2-n'(PO₄)₃中的至少一种，其中，0.2x'2，0.2y'2，0.2z'2，0.2m'2，0.2n'2。

3.根据权利要求1所述的电极材料层，其特征在于，所述聚合物固态电解质为聚合物和锂盐的混合物。

4.根据权利要求3所述的电极材料层，其特征在于，所述聚合物包括聚苯乙烯PS、羧甲基纤维素CMC、聚丙烯酸PAA、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS、聚氧化乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、和聚氧化乙烯-聚苯乙烯共聚物中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的电极材料层，其特征在于，所述锂盐包括双三氟甲基磺酸亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二草酸硼酸锂、双氟代磺酰亚胺锂中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的电极材料层，其特征在于，所述聚合物和锂盐的质量比为1:5-5:1。

7.根据权利要求6所述的电极材料层，其特征在于，所述聚合物和锂盐的质量比为3:1-4:1。

8.根据权利要求1所述的电极材料层，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。

9.根据权利要求1所述的电极材料层，其特征在于，所述聚合物纤维包括聚四氟乙烯PTFE、丁苯橡胶SBR、聚丙烯PP、聚乙烯PE和丁腈橡胶NBR中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的电极材料层，其特征在于，所述聚合物纤维为PTFE。

11.根据权利要求1所述的电极材料层，其特征在于，所述电极活性物质包括石墨、硅和氧化亚硅中的至少一种。