[发明专利]固态电池的正极材料及其制备方法、固态电池、以及车辆

说明书

本发明公开固态电池的正极材料及其制备方法、固态电池、以及车辆。所述正极材料包括正极活性物质、导电剂、正极预锂化添加剂、以及粘结剂，所述正极预锂化添加剂包括高岭土掺杂的氮化锂。采用高岭土掺杂过后的氮化锂作为离子导电剂、固态电解质和补锂材料，该电极匹配常用的负极组成的固态锂电池具有极高的能量密度，并且具有良好的库伦效率和循环稳定性。该电极可以实现对固态电池复合正极的预锂化,首次充放电效率＞90％，并能在22℃下保持稳定循环1000次以上。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种固态电池的正极材料、一种固态电池的正极材料的制备方法、一种固态电池、以及一种车辆。

背景技术

固态电池为所有组成部件皆为固态的锂离子电池。与现有锂离子电池采用液态电解质相比，固态电池采用固态电解质，不再采用电解液和隔膜，结构更为简单，且能量密度可以高于现有锂离子电池。但是，固态电池由于电池内部的离子活性变差，且固体与固体之间的接触性差，导致固态电池的离子内部传输效率较低。

为了提高固态电池的性能，对于固态电池的正极材料而言，可以在正极材料中添加适量的电解质以提供离子传输通道，但是，正极材料中电解质的增加通常会导致正极材料克容量的下降，从而降低了能量密度。

发明内容

本发明的实施例是提供一种固态电池的正极材料、一种固态电池的正极材料的制备方法、一种固态电池、以及一种车辆，以在保持固态电池的正极材料具有较高能量密度的同时，提高固态电池正极材料的离子传输效率。

本发明实施例提供了一种正极材料，所述正极材料包括正极活性物质、导电剂、正极预锂化添加剂、以及粘结剂，所述正极预锂化添加剂包括高岭土掺杂的氮化锂。

可选地，所述高岭土掺杂的氮化锂包括xLi3N-LiSiAlO4，其中x为1-10 的自然数。

可选地，所述正极活性物质包括镍钴锰三元材料，所述镍钴锰三元材料与所述正极预锂化添加剂之间的比例为99:1～1:1。

可选地，所述正极材料中导电剂的质量为所述镍钴锰三元材料与所述正极预锂化添加剂的质量和的2％～4％；所述正极材料中粘结剂的质量为所述镍钴锰三元材料与所述正极预锂化添加剂的质量和的0.3％～1％。

可选地，所述导电剂包括气相生长碳纤维、碳纳米管、炭黑、导电石墨中的至少一种。

可选地，所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、丁苯橡胶、羧甲基纤维素中的至少一种。

本发明实施例还提供一种固态电池的正极材料的制备方法，所述方法包括：

将正极活性物质、导电剂、正极预锂化添加剂、以及粘结剂加入预设溶剂中混合，得到混合浆料；其中，所述正极预锂化添加剂包括高岭土掺杂的氮化锂；

采用所述混合浆料进行涂布，烘干后得到固态电池的正极材料。

可选地，所述预设溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺。

本发明实施例还提供一种固态电池，所述固态电池包括如本发明实施例所述的固态电池的正极材料，或者包括如本发明实施例所述的固态电池的正极材料的制备方法制备得到的正极材料。

本发明实施例还提供一种车辆，所述车辆包括如本发明实施例所述的固态电池。

本发明的实施例包括以下优点：

本发明实施例的固态电池的正极材料，采用高岭土掺杂过后的氮化锂作为离子导电剂、固态电解质和补锂材料，该电极匹配常用的负极组成的固态锂电池具有极高的能量密度，并且具有良好的库伦效率和循环稳定性。该电极可以实现对固态电池复合正极的预锂化,首次充放电效率＞90％，并能在 22℃下保持稳定循环1000次以上。

具体实施方式