[发明专利]一种固态锂电池及其制备方法

权利要求书

1.一种固态锂电池，其特征在于，包括：锂负极层(1)、固态电解质层(2)、正极层(3)、聚合物凝胶电解质层(4)，以及滴加在锂负极层(1)、固态电解质层(2)、正极层(3)、聚合物凝胶电解质层(4)任一层中的电解液；

所述固态电解质层(2)位于所述锂负极层(1)与所述正极层(3)之间；

所述聚合物凝胶电解质层(4)位于所述锂负极层(1)内，或位于所述固态电解质层(2)内，或位于所述正极层(3)内；

所述锂负极层(1)包括金属锂和涂覆于金属锂表面的储锂修饰层(11)，所述储锂修饰层(11)中含有碳材料或银材料。

2.根据权利要求1所述的固态锂电池，其特征在于，所述储锂修饰层(11)包括储锂材料和负极粘结剂，所述储锂材料为石墨、硬碳、软碳、纳米碳管、银中的任意一种或多种；所述负极粘结剂为聚氟化烃类粘结剂。

3.根据权利要求2所述的固态锂电池，其特征在于，所述储锂材料与金属锂的容量比为1:20-1:5；和/或，

所述金属锂与所述正极层(3)的容量比为10:1-1:1。

4.根据权利要求1所述的固态锂电池，其特征在于，所述固态电解质层(2)包括固态电解质层陶瓷颗粒和固态电解质层粘结剂，

所述固态电解质层陶瓷颗粒选自石榴石型氧化物、硫银锗矿化合物、NASICON型氧化物中的任意一种；石榴石型氧化物的结构通式为Li_7-x-3yAl_yLa₃Zr_2-xM_xO₁₂，式中，M选自Nb或Ta中的至少一种，其中0.1≤x≤0.7，0.02≤y≤0.2；

硫银锗矿化合物的结构通式为Li_6-xPS_5-xCl_1+x，其中0.3≤x≤0.8；

NASICON型氧化物的结构通式为Li_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃，式中，M选自Ti、Ge或Zr中的至少一种；其中0.2≤x≤0.6；

所述固态电解质层粘结剂为聚氟化烃类粘结剂。

5.根据权利要求4所述的固态锂电池，其特征在于，所述固态电解质层(2)的厚度为10～100μm；和/或，

所述固态电解质层陶瓷颗粒中，石榴石型氧化物、硫银锗矿化合物、NASICON型氧化物的粒径为100nm-10μm。

6.根据权利要求1所述的固态锂电池，其特征在于，所述聚合物凝胶电解质层(4)包括凝胶粘结剂、凝胶陶瓷颗粒、锂盐和有机溶剂，

所述凝胶粘结剂为聚氟化烃类粘结剂；

所述凝胶陶瓷颗粒为石榴石型氧化物；石榴石型氧化物的结构通式为Li_7-x-3yAl_yLa₃Zr_2-xM_xO₁₂，式中，M选自Nb或Ta中的至少一种，其中0.1≤x≤0.7，0.02≤y≤0.2；

所述锂盐为含氟锂盐、含硼锂盐中的任意一种或多种；

所述有机溶剂为碳酸酯类或氟代碳酸酯类。

7.根据权利要求6所述的固态锂电池，其特征在于，所述凝胶陶瓷颗粒中，石榴石型氧化物的颗粒尺寸为50-200nm；和/或，

所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟碳酸乙烯酯、4-三氟代甲基碳酸乙烯酯、二(2,2,2三氟乙基)碳酸酯中的任意一种或多种。

8.根据权利要求6所述的固态锂电池，其特征在于，所述凝胶陶瓷颗粒与所述凝胶粘结剂的重量比为5:1-20:1；和/或，

所述有机溶剂与凝胶粘结剂的重量比为10:1-1:10；和/或，

所述锂盐相对于所述有机溶剂的浓度为0.5-5mol/L。