[发明专利]一种全固态电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种全固态电池及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将固态电解质在模具中干法压制得到固态电解质块，将所述固态电解质块与正极极片层叠放置，进行二次压制，切割得到固态电解层覆盖的正极极片，将负极极片层叠设置于所述固态电解质层表面，热压处理，得到所述全固态电池；其中，所述正极极片和负极极片均通过湿法制浆的方式制备得到。本发明采用湿法制备正负极片与干法制备电解质层相结合的方法，实现了活性材料和电解质层的紧密接触，同时可以有效控制电解质层的厚度，还能避免电解质片层因溶剂分子的存在而使其电导率下降的问题，达到了提高电池性能的目的。

技术领域

本发明属于固态电池技术领域，涉及一种全固态电池及其制备方法。

背景技术

锂二次电池由于具有能量密度大、电化学性能优异等特点而被广泛应用于各领域。目前商用锂离子电池一般采用有机液态电解质，不可避免的在电池体系中引入了易挥发、易燃、易爆的有机液体，给电池体系带来严重的安全隐患。相对于液体电解质，全固态电解质的使用取代了液态电池体系里的电解液和隔膜，消除了电池的安全隐患，更符合电动汽车和规模储能领域未来发展的需求，因此研究开发全固态锂二次电池成为主流趋势之一。

目前固态电池的制备分为湿法和干法两种。如CN111628139A公开了一种湿法制备全固态电池电极。所述方法包括以下步骤：(1)提供基础电极，所述基础电极包括集流体，以及涂覆在所述集流体表面的电极材料层，所述电极材料层包括活性材料；(2)将第一固态电解质、第二固态电解质和溶剂混合，得到复合电解质悬浊液，将所述悬浊液涂覆在基础电极表面，除去溶剂，得到所述的电极；其中，所述第一固态电解质为硫化物型固态电解质，且溶于溶剂，所述第二固态电解质为无机固态电解质，且不溶于溶剂。该文献通过将电解质和溶剂混合，得到复合电解质悬浊液，将其涂敷在基础电极表面原位形成多种硫化物电解质层的固态电池电极，实现了电解质层和电极材料层的良好接触。但电解质制备过程中使用了大量的醇类物质，具有毒性。并且电解质在经过醇类溶剂浸泡后，其离子电导率下降，影响了固态电池的电化学性能。

再如CN103956458A公开了一种干法制备全固态电池工艺。所述复合正极由正极活性物质、无机固态电解质和氧化导电添加剂组成；所述制备方法包括如下步骤：(1)将正极活性物质、无机固态电解质和氧化物导电添加剂混合后进行球磨，经烘干后压制成陶瓷片；(2)将陶瓷片烧结即得复合正极。所述复合正极虽然可用于制备全固态锂离子电池，但是所述制备方法属于干法，使得复合正极中的无机固态电解质和活性材料界面结合较差，以及生产工艺难度大，限制其大规模应用。

因此，如何使得全固态电池中活性物质与电解质层紧密接触，且不影响电解质的离子电导率的发挥，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全固态电池及其制备方法。本发明采用湿法制备正负极片与干法制备电解质层相结合的方法，实现了活性材料和电解质层的紧密接触，同时可以有效控制电解质层的厚度，还能避免电解质片层因溶剂分子的存在而使其电导率下降的问题，达到了提高电池性能的目的。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种全固态电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将固态电解质在模具中干法压制得到固态电解质块，将所述固态电解质块与正极极片层叠放置，进行二次压制，切割得到固态电解层覆盖的正极极片，将负极极片层叠设置于所述固态电解质层表面，热压处理，得到所述全固态电池；

其中，所述正极极片和负极极片均通过湿法制浆的方式制备得到。

本发明中，干法压制后得到的固态电解质块形状可根据实际需求进行调整，规则与不规则形状均可，例如圆形、规则或不规则的多边形等。