[发明专利]一种半固态锂离子电池

说明书

本申请提供了一种半固态锂离子电池，电池包括正极结构和负极结构，负极结构包括集流体以及设置于集流体上的负极活性物质层和固态电解质层，且固态电解质层设置在负极活性物质层上，集流体表面覆盖有导电层，导电层通过涂炭工艺将导电浆料涂布到集流体表面得到，本申请通过采用涂炭工艺对负极结构中的集流体进行涂炭处理，并在负极结构中设置多层负极活性物质层，既避免了负极活性物质层和集流体层因频繁的大电流充放电容易导致的脱落问题，又提高了电池的倍率性能，取得了倍率电池安全性和能量密度这一矛盾问题的较好解决。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种半固态锂离子电池。

背景技术

如今的世界正在经历着两场革命，一场是在“碳中和”背景下的新能源革命。另一场是关于数字化、智能化的革命。未来，大到各种工程车辆、工业机器人，小至私家车、家电家具、穿戴设备将全面数字化和智能化，最终实现万物互联。以上两种革命都与目前一个方兴未艾的领域紧密相关——锂离子电池。

在“双碳”政策的指引下，电动汽车行业正快速发展，能量密度大、充放电速度快的锂离子电池愈发受到市场的青睐。而各种工程设备、家具家电、穿戴设备、电动工具也对锂离子电池的能量密度、倍率性提出了更高的要求。

传统锂离子电池的高能量密度、倍率性好，但高安全性往往很难同时兼顾。固态锂电池的能量密度高、安全性好，但倍率性差。这成为了一个限制锂离子电池的应用的因素。

因此，亟需提出一种新的锂离子电池，以解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述一个或多个技术问题，本申请实施例提供了一种半固态锂离子电池，以解决现有技术中的锂离子电池不能兼具高倍率、高能量密度的同时还具备很高的安全性能的问题。

为了达到上述目的，本申请就解决其技术问题所采用的技术方案是：

本申请提供了一种半固态锂离子电池，所述电池包括正极结构和负极结构，所述负极结构包括集流体以及设置于所述集流体上的负极活性物质层和固态电解质层，且所述固态电解质层设置在所述负极活性物质层上，所述集流体表面覆盖有导电层，所述导电层通过涂炭工艺将导电浆料涂布到所述集流体表面得到。

进一步的，所述导电浆料的制备过程包括：

将石墨烯粉末与分散剂溶解于预设溶剂中，得到石墨烯分散液，所述石墨烯至少包括两种不同粒径；优选地，预设溶剂包括水；

将预设质量的粘结剂加入到所述石墨烯分散液中后在高速搅拌机中混合均匀，得到所述导电浆料。

进一步的，所述石墨烯包括第一粒径的石墨烯和第二粒径的石墨烯，所述第一粒径的石墨烯的D50为150-200nm，所述第二粒径的石墨烯的D50为40-60nm。

进一步的，所述第一粒径的石墨烯与所述第二粒径的石墨烯的质量比为 [20-30]：[70-80]。

进一步的，所述导电浆料中所述石墨烯、所述分散剂以及所述粘结剂的质量比分别为4～9wt％、0.5～1wt％以及1～2wt％，优选地，所述石墨烯、所述分散剂以及所述粘结剂的质量和占所述导电浆料的总质量的(10～12)wt％。

进一步的，所涂布到所述集流体表面的所述导电浆料的单层涂布密度为 1.11～1.95g/㎡。

进一步的，所述导电层的厚度为1.5-2.5μm

进一步的，所述负极活性物质层的厚度为5-300μm，优选地，所述负极活性物质层的厚度为10-200μm，进一步优选地，所述负极活性物质层的厚度为 20-50μm。