一種鋰離子電池復(fù)合正極及其制備方法與在全固態(tài)電池中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了鋰離子電池復(fù)合正極及其制備方法與在全固態(tài)鋰離子電池中的應(yīng)用。本發(fā)明鋰離子電池復(fù)合正極由正極活性物質(zhì)、無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和氧化導(dǎo)電添加劑組成；正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳三元材料中任一種；無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)為硼酸鋰、偏硼酸鋰和氟化鋰中至少一種；氧化物導(dǎo)電添加劑為氧化銦錫、氧化銦、二氧化錫、氧化鋅、氧化鎳和四氧化三鐵中任一種。本發(fā)明制備方法包括如下步驟：(1)將正極活性物質(zhì)、無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和氧化物導(dǎo)電添加劑混合后進(jìn)行球磨，經(jīng)烘干后壓制成陶瓷片；(2)將陶瓷片燒結(jié)即得復(fù)合正極。本發(fā)明復(fù)合正極具有良好的質(zhì)量比容量、面積比容量和循環(huán)性能，可用于制備全固態(tài)鋰離子電池，并且可以在高溫下使用。
【專利說(shuō)明】一種鋰離子電池復(fù)合正極及其制備方法與在全固態(tài)電池中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池復(fù)合正極及其制備方法與在組裝全固態(tài)鋰離子電池中的應(yīng)用，屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，作為商業(yè)化的高效儲(chǔ)能器件，廣泛的應(yīng)用于日常生活、生產(chǎn)中。然而，商用鋰離子電池中可燃性有機(jī)電解液產(chǎn)生的安全隱患仍然是困擾鋰離子電池的重大挑戰(zhàn)，尤其在電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電站等大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域中。
[0003]全固態(tài)鋰離子電池使用固態(tài)電解質(zhì)替代商用鋰離子電池中使用的有機(jī)液態(tài)電解液，可以從根本上解決鋰離子電池的安全問(wèn)題。目前，關(guān)于全固態(tài)鋰離子電池的研究大多集中在固態(tài)電解質(zhì)上，并且已經(jīng)取得了顯著的成果，很多體系固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率都已經(jīng)達(dá)到了 10_4S/cm，基本滿足了全固態(tài)鋰離子電池對(duì)電解質(zhì)電導(dǎo)率的要求。而全固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是復(fù)合正極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然是全固態(tài)鋰離子電池急需解決的問(wèn)題。
[0004]鋰離子電池復(fù)合正極由正極活性物質(zhì)、無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和導(dǎo)電添加劑組成，通過(guò)引入無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)為鋰離子提供傳輸通道；通過(guò)引入導(dǎo)電添加劑提供電子傳輸通道；通過(guò)增加電解質(zhì)與正極活性物質(zhì)的接觸面積，有效解決界面問(wèn)題，縮短鋰離子在低鋰離子電導(dǎo)率的正極活性物質(zhì)中的遷移距離，保證了正極活性物質(zhì)在電池充放電過(guò)程中充分的氧化還原反應(yīng)。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為適合廣泛應(yīng)用的全固態(tài)鋰離子電池應(yīng)該使用復(fù)合正極。
[0005]目前關(guān)于鋰離子電池復(fù)合正極的研究大多使用硫系電解質(zhì)。硫系電解質(zhì)軟化溫度低、復(fù)合結(jié)構(gòu)容易制備，但是對(duì)空氣中的水分敏感，給制備、測(cè)試和應(yīng)用帶來(lái)很多問(wèn)題。另夕卜，硫系電解質(zhì)與部分正極物質(zhì)的界面不穩(wěn)定，使用前還需要利用氧化物對(duì)正極材料進(jìn)行包覆處理，工藝復(fù)雜。已報(bào)道的氧化物電解質(zhì)體系復(fù)合正極一般都是薄膜型或者厚膜型，復(fù)合正極的厚度都不超過(guò)10 μ m，這嚴(yán)重限制了復(fù)合正極的面積比容量和全固態(tài)電池的能量密度。另外，已報(bào)道的氧化物電解質(zhì)體系復(fù)合正極都沒(méi)有添加導(dǎo)電添加劑，嚴(yán)重限制了復(fù)合正極在高倍率、大電流充放電時(shí)的電化學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池復(fù)合正極及其制備方法與在組裝全固態(tài)鋰離子電池中的應(yīng)用，由本發(fā)明復(fù)合正極組裝得到的全固態(tài)鋰離子電池具有良好的面積比容量和能量密度，并且可以在高溫下使用。
[0007]本發(fā)明提供的鋰離子電池復(fù)合正極，它由正極活性物質(zhì)、無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和氧化導(dǎo)電添加劑組成；
[0008]所述正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳三元材料中的任一種；
[0009]所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)為硼酸鋰、偏硼酸鋰和氟化鋰中的至少一種；[0010]所述氧化物導(dǎo)電添加劑為氧化銦錫、氧化銦、二氧化錫、氧化鋅、氧化鎳和四氧化三鐵中的任一種。
[0011]上述鋰離子電池復(fù)合正極中，所述正極活性物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為40%~90%，具體可為:40%~70%、70%~90%、40%、70%、80%或 90% ；
[0012]所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為5%~40%，具體可為5%~20%、10%~20%、10%~40%、20%~40%、5%、10%、20%或40%;
[0013]所述氧化物導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為5%~30%，具體可為:5^-201^10%~20%、5%、10%或 20%。
[0014]上述鋰離子電池復(fù)合正極中，所述鎳鈷猛三元材料的化學(xué)式為L(zhǎng)iNixCoyMnzO2, x、y和z的取值如下:x為0.5，y為0.2，z為0.3 ;x為0.4，y為0.2，z為0.4 ;或X為0.33，y為0.33，z為0.33 ;x、y和z分別表示元素N1、Co和Mn的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
[0015]上述鋰離子電池復(fù)合正極中，所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)可為下述I)或2):
[0016]I)所述偏硼酸鋰與所述氟化鋰的混合物，所述偏硼酸鋰與所述氟化鋰的質(zhì)量比為I~3:1 ;具體可為3:1 ；
[0017]2)所述硼酸 鋰、所述偏硼酸鋰與所述氟化鋰的混合物，所述硼酸鋰、所述偏硼酸鋰與所述氟化鋰的質(zhì)量比可為1:1:1。
[0018]本發(fā)明鋰離子電池復(fù)合正極對(duì)所采用的正極活性物質(zhì)、無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和氧化物導(dǎo)電添加劑顆粒的粒徑?jīng)]有嚴(yán)格要求，通常市售的上述物質(zhì)顆?；蛘叻勰┚軡M足本發(fā)明的要求。
[0019]本發(fā)明提供的鋰離子電池復(fù)合正極具有良好的質(zhì)量比容量、面積比容量和循環(huán)性能，且通過(guò)添加導(dǎo)電氧化物的方法，增強(qiáng)了復(fù)合正極的電子電導(dǎo)率和倍率性能。
[0020]本發(fā)明也提供了所述鋰離子電池復(fù)合正極的制備方法，包括如下步驟:
[0021](I)將所述正極活性物質(zhì)、所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和所述氧化物導(dǎo)電添加劑進(jìn)行球磨，經(jīng)烘干后壓制成陶瓷片；
[0022]所述正極活性物質(zhì)可為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳三元材料中的任一種；
[0023]所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)可為硼酸鋰、偏硼酸鋰和氟化鋰中的至少一種；
[0024]所述氧化物導(dǎo)電添加劑可為氧化銦錫、氧化銦、二氧化錫、氧化鋅、氧化鎳和四氧化三鐵中的任一種；
[0025](2)將所述陶瓷片燒結(jié)即得。
[0026]上述的制備方法中，步驟(1)中，所述球磨的時(shí)間可為4~36小時(shí)，具體可為4小時(shí)~24小時(shí)、12小時(shí)~36小時(shí)、12小時(shí)~24小時(shí)、4小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)或36小時(shí)；
[0027]所述烘干的溫度可為50~150°C，具體可為50~100°C、70~150°C、50°C、70°C、100°C或150°C ;所述烘干的時(shí)間可為2~12小時(shí)，具體可為2小時(shí)~6小時(shí)、6小時(shí)~10小時(shí)、10小時(shí)~12小時(shí)、2小時(shí)、6小時(shí)、10小時(shí)或12小時(shí)。
[0028]上述的制備方法中，步驟⑴中，所述正極活性物質(zhì)、所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)與所述氧化物導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量比可為40~90:5~30:5~30，具體可為80:10:10、90:5:5、40:40:20 或 70:20:10。
[0029]上述的制備方法中，步驟⑵中，所述燒結(jié)的溫度可為700°C~1100°C，具體可為700°c ?i00(rc、80(rc ?i ioo°c、800 ?i00(rc、70(rc、80(rc、i00(rc或 iiocrc ；
[0030]所述燒結(jié)的時(shí)間可為0.5?10小時(shí)，具體可為0.5小時(shí)?4小時(shí)、2小時(shí)?10小時(shí)、4小時(shí)?10小時(shí)、0.5小時(shí)、2小時(shí)、4小時(shí)或10小時(shí)；
[0031]在所述燒結(jié)的過(guò)程中，低熔點(diǎn)的所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)能夠熔化，進(jìn)而滲透到所述正極活性物質(zhì)和所述氧化物導(dǎo)電添加劑顆粒之間，在冷卻過(guò)程中凝固并將所述正極活性物質(zhì)和所述氧化物導(dǎo)電添加劑粘結(jié)在一起，形成高致密度的復(fù)合正極。
[0032]本發(fā)明提供的鋰離子電池復(fù)合正極的制備方法，采用球磨混合正極活性物質(zhì)、無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和氧化物導(dǎo)電添加劑，并通過(guò)燒結(jié)制備。低熔點(diǎn)無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的引入可以降低燒結(jié)溫度，氧化物導(dǎo)電添加劑的弓I入可以增加復(fù)合正極的電子電導(dǎo)率。同時(shí)，所有的復(fù)合正極組分均在高溫、空氣氣氛下穩(wěn)定，因此復(fù)合正極是在空氣氣氛下低溫?zé)Y(jié)制備的。
[0033]本發(fā)明還提供了所述鋰離子電池復(fù)合正極在組裝全固態(tài)鋰離子電池中的應(yīng)用。
[0034]本發(fā)明所提供的全固態(tài)鋰離子電池，由所述鋰離子電池復(fù)合正極、全固態(tài)聚合物電解質(zhì)層和金屬鋰負(fù)極組成；
[0035]在組裝所述全固態(tài)鋰離子電池之前，還可以對(duì)所述鋰離子電池復(fù)合正極進(jìn)行磨制成片狀的步驟。
[0036]上述全固態(tài)鋰離子電池中，所述鋰離子電池復(fù)合正極的厚度可為100?1000微米，具體可為100?500微米、150?1000微米、500?1000微米、100微米、150微米、500微米或1000微米；
[0037]所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)層的厚度可為10?200微米，具體可為40微米。
[0038]組裝所述全固態(tài)鋰離子電池時(shí)，所采用的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)種類沒(méi)有限制，通常報(bào)道和市售的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)均能滿足本發(fā)明的要求。
[0039]本發(fā)明提供的全固態(tài)鋰離子電池具有良好的面積比容量和能量密度，并且可以在高溫下使用。
[0040]所述全固態(tài)鋰離子電池可通過(guò)如下的方法進(jìn)行制備:
[0041](I)在手套箱中，配置全固態(tài)聚合物電解質(zhì)溶液，并將溶液滴附在制備好的復(fù)合正極上，自然干燥6?24小時(shí)；
[0042](2)將鋰片貼附在全固態(tài)電解質(zhì)上，利用紐扣電池封裝，得到全固態(tài)電池。
[0043]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0044](I)本發(fā)明提供的鋰離子電池復(fù)合正極可以廣泛的適用于全固態(tài)鋰離子電池的制備，可以改善固態(tài)電解質(zhì)與正極活性物質(zhì)間的界面問(wèn)題，縮短鋰離子在正極活性物質(zhì)中的遷移距離，從而提高全固態(tài)電池的能量密度和循環(huán)性能；
[0045](2)本發(fā)明提供的全固態(tài)鋰離子電池，其制備工藝簡(jiǎn)單，且具有良好的面積比容量和能量密度，并且可以在高溫下使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0046]圖1為本發(fā)明實(shí)施例2制備的鋰離子電池復(fù)合正極斷面的掃描電鏡圖。
[0047]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的鋰離子電池復(fù)合正極在20次充放電循環(huán)中的放電
容量曲線。
[0048]圖3本發(fā)明實(shí)施例5制備的全固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)示意圖和充放電曲線?！揪唧w實(shí)施方式】
[0049]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
[0050]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0051]實(shí)施例1、制備鋰離子電池復(fù)合正極
[0052](I)將鎳鈷錳三元材料(LiNia5Coa2Mna3O2)正極活性物質(zhì)，偏硼酸鋰和氟化鋰混合固態(tài)電解質(zhì)(質(zhì)量比3:1)，氧化銦錫導(dǎo)電添加劑混合后，再進(jìn)行球磨混合12小時(shí)，于70°C烘干10小時(shí)，將烘干后的混合粉體壓制成陶瓷片；
[0053](2)將陶瓷片在1000°C燒結(jié)2小時(shí)，得到復(fù)合正極，并用砂紙將厚度磨制150微米。
[0054]本實(shí)施例制備的鋰離子電池復(fù)合正極中，鎳鈷錳三元材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，偏硼酸鋰和氟化鋰混合固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，氧化銦錫導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。
[0055]實(shí)施例2、制備鋰離子電池復(fù)合正極
[0056](I)將鈷酸鋰正極活性物質(zhì)、硼酸鋰固態(tài)電解質(zhì)和二氧化錫導(dǎo)電添加劑混合后，再進(jìn)行球磨混合24小時(shí)，于100°C烘干6小時(shí)，將烘干后的混合粉體壓制成陶瓷片；
[0057](2)將陶瓷片在700°C燒結(jié)10小時(shí)，得到復(fù)合正極，并用砂紙將厚度磨制成1000微米的片狀。
[0058]本實(shí)施例制備的鋰離子電池復(fù)合正極中，鈷酸鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%，硼酸鋰固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，二氧化錫導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。
[0059]實(shí)施例3、制備鋰離子電池復(fù)合正極
[0060](I)將錳酸鋰正極活性物質(zhì)，硼酸鋰、偏硼酸鋰和氟化鋰混合固態(tài)電解質(zhì)(質(zhì)量比I:1:1)，氧化鎳導(dǎo)電添加劑混合后，再進(jìn)行球磨混合36小時(shí)，于150°C烘干2小時(shí)，將烘干后的混合粉體壓制成陶瓷片；
[0061](2)將陶瓷片在800°C燒結(jié)4小時(shí)，得到復(fù)合正極，并用砂紙將厚度磨制500微米。
[0062]本實(shí)施例制備的鋰離子電池復(fù)合正極中，錳酸鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，硼酸鋰、偏硼酸鋰和氟化鋰混合固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，氧化鎳導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。
[0063]實(shí)施例4、制備鋰離子電池復(fù)合正極
[0064](I)將磷酸鐵鋰正極活性物質(zhì)，氟化鋰固態(tài)電解質(zhì)，氧化鋅導(dǎo)電添加劑混合后，再進(jìn)行球磨混合4小時(shí)，于50°C烘干12小時(shí)，將烘干后的混合粉體壓制成陶瓷片；
[0065](2)將陶瓷片在1100°C燒結(jié)0.5小時(shí)，得到復(fù)合正極，并用砂紙將厚度磨制100微米。
[0066]本實(shí)施例制備的鋰離子電池復(fù)合正極中，磷酸鐵鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，氟化鋰固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，氧化鋅導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。
[0067]實(shí)施例5、制備全固態(tài)鋰離子電池
[0068](I)在手套箱中，配制全固態(tài)聚合物電解質(zhì)溶液(聚合物電解質(zhì)基體為氯醇橡膠，鋰鹽為雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰，溶劑為丙酮)，并將溶液滴附在制備好的鎳鈷錳三元材料復(fù)合正極(實(shí)施例1制備的復(fù)合正極)上，自然干燥18小時(shí)；
[0069](2)將鋰片貼附在經(jīng)干燥后的全固態(tài)電解質(zhì)上，利用紐扣電池封裝，得到全固態(tài)電池。
[0070]本實(shí)施例制備的全固態(tài)鋰離子電池中，復(fù)合正極的厚度為150微米，全固態(tài)聚合物電解質(zhì)層的厚度為40微米。
[0071]實(shí)施例6、鋰離子電池復(fù)合正極和全固態(tài)鋰離子電池的性能測(cè)試
[0072]一、斷面的掃描電鏡圖
[0073]將本發(fā)明制備的復(fù)合正極斷面脆斷，斷面噴碳，置于掃描電鏡中，調(diào)節(jié)聚焦和除象散，在合適的放大倍數(shù)下得到樣品斷面形貌圖片。
[0074]圖1為實(shí)施例2制備的鋰離子電池復(fù)合正極的斷面掃描電鏡圖片，從圖2中可以看出，樣品斷面致密，沒(méi)有空洞，說(shuō)明復(fù)合正極的致密性良好。
[0075]二、充放電循環(huán)容量
[0076]將實(shí)施例1制備的復(fù)合正極一面噴金電極，利用金屬鋰片作為負(fù)極，添加隔膜和灌注有機(jī)電解液(電解液成分lmol/L六氟磷酸鋰溶解在體積比為1:1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)混合溶液)，組裝紐扣電池，并在3?4.3V電壓范圍內(nèi)，C/15的倍率進(jìn)行充放電測(cè)試。
[0077]圖2為實(shí)施例1制備的復(fù)合正極的充放電循環(huán)容量曲線，可以看出，在20次測(cè)試的循環(huán)中，樣品的放電容量穩(wěn)定，質(zhì)量比容量達(dá)到了 140mAh/g。
[0078]三、全固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)示意圖和充放電曲線
[0079]圖3為實(shí)施例5制備的全固態(tài)鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖及充放電曲線。
[0080]結(jié)構(gòu)不意圖中，CE代表復(fù)合正極，SE代表全固態(tài)聚合物電解質(zhì)層，Li代表金屬鋰負(fù)極，該全固態(tài)鋰離子電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備容易。
[0081]從充放電曲線中可以看出，該全固態(tài)電池就有較高的面積比容量，并且可以在高溫下使用；且隨著測(cè)試溫度提高，全固態(tài)電池的性能也有所提高。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池復(fù)合正極，由正極活性物質(zhì)、無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和氧化導(dǎo)電添加劑組成； 所述正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳三元材料中的任一種； 所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)為硼酸鋰、偏硼酸鋰和氟化鋰中的至少一種； 所述氧化物導(dǎo)電添加劑為氧化銦錫、氧化銦、二氧化錫、氧化鋅、氧化鎳和四氧化三鐵中的任一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池復(fù)合正極，其特征在于:所述鋰離子電池復(fù)合正極中，所述正極活性物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 %?90 %，所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%?30%，所述氧化物導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%?30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池復(fù)合正極，其特征在于:所述鎳鈷錳三元材料的化學(xué)式為L(zhǎng)iNixCoyMnzO2, x、y和z的取值如下:x為0.5，y為0.2，z為0.3 ;x為0.4，y為 0.2，z 為 0.4 ;或 X 為 0.33，y 為 0.33，z 為 0.33。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池復(fù)合正極，其特征在于:所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)為下述I)或2): 1)所述偏硼酸鋰與所述氟化鋰的混合物，所述偏硼酸鋰與所述氟化鋰的質(zhì)量比為I?3:1 ； 2)所述硼酸鋰、所述偏硼酸鋰與所述氟化鋰的混合物，所述硼酸鋰、所述偏硼酸鋰與所述氟化鋰的質(zhì)量比為1:1:1。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述鋰離子電池復(fù)合正極的制備方法，包括如下步驟: (1)將所述正極活性物質(zhì)、所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和所述氧化物導(dǎo)電添加劑混合后進(jìn)行球磨，經(jīng)烘干后壓制成陶瓷片； 所述正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳三元材料中的任一種； 所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)為硼酸鋰、偏硼酸鋰和氟化鋰中的至少一種； 所述氧化物導(dǎo)電添加劑為氧化銦錫、氧化銦、二氧化錫、氧化鋅、氧化鎳和四氧化三鐵中的任一種； (2)將所述陶瓷片燒結(jié)，即得所述鋰離子電池復(fù)合正極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，所述球磨的時(shí)間為4?36小時(shí)；所述烘干的溫度為50?150°C，時(shí)間為2?12小時(shí)； 所述正極活性物質(zhì)、所述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)與所述氧化物導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量比為40?90:5 ?30:5 ?30 ; 步驟⑵中，所述燒結(jié)的溫度為700°C?1100°C，時(shí)間為0.5?10小時(shí)。
7.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述鋰離子電池復(fù)合正極在組裝全固態(tài)鋰離子電池中的應(yīng)用。
8.一種全固態(tài)鋰離子電池，由權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述鋰離子電池復(fù)合正極、全固態(tài)聚合物電解質(zhì)層和金屬鋰負(fù)極組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的全固態(tài)鋰離子電池，其特征在于:所述鋰離子電池復(fù)合正極的厚度為100?1000微米； 所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)層的厚度為10?200微米。
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK103956458SQ201410177987
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】南策文, 陳凱, 沈洋 申請(qǐng)人:清華大學(xué)