鋁塑成薄片全固態鋰離子電池。
[0034]測試結果:全固態鋰離子電池比能量為763Wh/Kg，電池內阻為27πιΩ，循環使用1000次容量保持率71%。
[0035]實施例3
將三元鎳鈷錳酸鋰、鋰超離子導體Li 1QGeP2S12、導電碳、高分子聚合物PEO按照80%: 5%:10%:5%質量比例分別稱取24(^、158、3(^、158于45(^二甲基甲酰胺中真空攪拌成正極混合漿料，涂布于處理好的鋁箔上，晾干、壓制成正極片。
[0036]將熔融的金屬鋰和250°C的熱硅油混合液在轉速為25000r/min高速攪拌下形成均勻乳濁液，然后冷卻到室溫，過濾、洗滌、自然晾干得粒度為19?40μπι的鋰粉;依照鋰的理論容量，采用負極容量過量5%進行匹配，按照85%: 10%: 5%質量比例分別稱取10.54g鋰粉、1.24g鋰超離子導體Li1GeP2Si2、0.62g高分子聚合物PEO于18.60g二甲基甲酰胺中真空攪拌成負極混合漿料，涂布于銅箔上，晾干、壓制成負極片。
[0037]將150 g高分子聚合物PEO加入到236.3 g二甲基甲酰胺中，溶解完全后，加入鋰超離子導體7.5 g Li1OGeP2S12,攪拌揮發溶劑成半固態溶膠狀，得到聚合物電解質;將制備好的正極片、負極片分別浸潤到聚合物電解質中、提拉、疊片，鋁塑成薄片全固態鋰離子電池。
[0038]測試結果:全固態鋰離子電池比能量為731Wh/Kg，電池內阻為18πιΩ，循環使用1000次容量保持率83%。
[0039]實施例4
將錳酸鋰、鋰超離子導體LinSi2PS12、導電碳、高分子聚合物PEO按照75%: 15%: 9%: 1%質量比例分別稱取2258、458、278、38于42(^四氫呋喃中真空攪拌成正極混合楽料，涂布于處理好的鋁箔上，晾干、壓制成正極片。
[0040]將熔融的金屬鋰和250°C的熱硅油混合液在轉速為30000r/min高速攪拌下形成均勻乳濁液，然后冷卻到室溫，過濾、洗滌、自然晾干得粒度為11?42μπι的鋰粉;依照鋰的理論容量，采用負極容量過量5%進行匹配，按照90%: 8%: 2%質量比例分別稱取5.63g鋰粉、0.5g鋰超離子導體LiiiSi2PSi2、0.13g高分子聚合物PEO于8.76g四氫呋喃中真空攪拌成負極混合楽料，涂布于銅箔上，晾干、壓制成負極片。
[0041 ] 將150 g高分子聚合物PEO加入到280g四氫呋喃中，溶解完全后，加入鋰超離子導體50 g LinSi2PS12，攪拌揮發溶劑成半固態溶膠狀，得到聚合物電解質；將制備好的正極片、負極片分別浸潤到聚合物電解質中、提拉、疊片，鋁塑成薄片全固態鋰離子電池。
[0042]測試結果:全固態鋰離子電池比能量為519Wh/Kg，電池內阻為37πιΩ，循環使用1000次容量保持率70%。
[0043]實施例5
將鈷酸鋰、鋰超離子導體Li1QGeP2S12、導電碳、高分子聚合物PAN按照75%: 10%: 6%: 9%質量比例分別稱取225g、30g、18g、27g于600g正己烷中真空攪拌成正極混合漿料，涂布于處理好的鋁箔上，晾干、壓制成正極片。
將熔融的金屬鋰和200°C的熱硅油混合液在轉速為30000r/min高速攪拌下形成均勻乳濁液，然后冷卻到室溫，過濾、洗滌、自然晾干得粒度為16?53μπι的鋰粉；依照鋰的理論容量，采用負極容量過量5%進行匹配，按照90%: 5%: 5%質量比例分別稱取9.67g鋰粉、0.54g鋰超離子導體Li1GeP2Si2、0.54g高分子聚合物PAN于21.5g正己燒中真空攪拌成負極混合楽料，涂布于銅箔上，晾干、壓制成負極片。
[0044]將150 g高分子聚合物PAN加入到325.Sg正己烷中，溶解完全后，加入鋰超離子導體12.9 g LhoGeP2S12,攪拌揮發溶劑成半固態溶膠狀，得到聚合物電解質;將制備好的正極片、負極片分別浸潤到聚合物電解質中、提拉、疊片，鋁塑成薄片全固態鋰離子電池。
[0045]測試結果:全固態鋰離子電池比能量為683Wh/Kg，電池內阻為24πιΩ，循環使用1000次容量保持率73%。
[0046]對比例I
將磷酸鐵鋰、鋰超離子導體Li1QGeP2S12、導電碳、高分子聚合物PEO按照80%:10%:5%:5%質量比例分別稱取24(^、3(^、158、15g于540 g苯中真空攪拌成正極混合楽料，涂布于處理好的鋁箔上，晾干、壓制成正極片。
[0047I 依照鋰的理論容量，采用負極容量過量5%進行匹配，按照80%: 15%: 5%質量比例分別稱取9.88g鋰粉、1.85g鋰超離子導體Li1QGeP2S12、0.62g高分子聚合物PEO于22.23g苯中真空攪拌成負極混合漿料，涂布于銅箔上，晾干、壓制成負極片。
[0048]將150g高分子聚合物PEO加入到317.7 g苯中，溶解完全后，揮發溶劑成溶膠狀，在聚酯薄膜上涂布，干燥后將薄膜浸泡于六氟磷酸鋰溶液中，即得聚合物電解質膜。將制備好的正極片、聚合物電解質膜、負極片疊片，鋁塑成薄片電池。
[0049]測試結果:電池比能量為430Wh/Kg，電池內阻為213πιΩ。
[0050]對比例2
將磷酸鐵鋰、導電碳、PVDF按照90%: 5%: 5%質量比例分別稱取270g、15g、15g于540g N-甲基吡咯烷酮中真空攪拌成正極混合漿料，涂布于處理好的鋁箔上，晾干、壓制成正極片。
[OO51 ] 依照鋰的理論容量，采用負極容量過量5 %進行匹配，按照9 5 %: 5 %質量比例分別稱取11.73g粒度為23?58μπι的鋰粉、0.62gPVDF于22.23gN_甲基吡咯烷酮中真空攪拌成負極混合漿料，涂布于銅箔上，晾干、壓制成負極片。
[0052]將150 g高分子聚合物PEO加入到317.7 g苯中，溶解完全后，揮發溶劑成溶膠狀，在聚酯薄膜上涂布，干燥后將薄膜浸泡于六氟磷酸鋰溶液中，即得聚合物電解質膜。將制備好的正極片、聚合物電解質膜、負極片疊片，鋁塑成薄片電池。
[0053]測試結果:電池比能量為504Wh/Kg，電池內阻為143mQ。
[0054]由上述實施例1?5和對比例I?2可知，本發明的全固態鋰離子電池具有高的電池比能量、低得內阻和高的使用壽命。
[0055]綜上所述，本發明提供的一種高性能全固態鋰離子電池及其制備方法，本發明中的全固態鋰離子電池制備方法摒棄了傳統的全固態電池制備思路，解決了電解質與電極界面間硬接觸的問題，提高了電解質與電極材料的活化程度，減小了電化學極化，明顯的降低了電池內阻;鋰超離子導體修飾的溶膠狀高分子聚合物電解質貫穿于整個全固態鋰離子電池體系，提高了鋰離子的傳輸速率，提高全固態鋰離子電池的倍率充放電能力；正、負極片涂布使用了與電解質相同的高分子聚合物為粘結劑，縮短了鋰離子的擴散路經，有利于活性物質的容量發揮，顯著提高了電池比能量，高達763Wh/Kg;同時高分子聚合物緩和了負極金屬鋰的不均勻充放電，抑制了鋰枝晶的生長，提高使用壽命，可循環使用1000次以上。
[0056]應當理解的是，本發明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種高性能全固態鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括步驟: A、將正極材料、鋰超離子導體、導電碳、高分子聚合物按照70?80%:10?15%: 5?10%:1?5%質量比例于有機溶劑中真空攪拌成正極混合漿料，涂布于鋁箔上，晾干、壓片、制成正極片； B、將熔融的金屬鋰和200?250°C的熱硅油混合液在轉速20000?30000r/min攪拌下形成均勻乳濁液，然后冷卻到室溫，過濾、洗滌、自然晾干得粒度為10?60μπι的鋰粉； C、將步驟B制得的鋰粉、鋰超離子導體、高分子聚合物按照80?90%:5?20%:1?5%質量比例于有機溶劑中真空攪拌成負極混合漿料，涂布于銅箔上，晾干、壓片、制成負極片； D、按照高分子聚合物與鋰超離子導體70?90%:10?30%的質量比例稱取高分子聚合物加入到有機溶劑中，溶解完全后，加入鋰超離子導體，攪拌、揮發溶劑成半固態溶膠狀，得到聚合物電解質； Ε、將正極片、負極片于步驟D中的聚合物電解質中浸潤、提拉、疊片，鋁塑成薄片全固態鋰離子電池。2.根據權利要求1所述的高性能全固態鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述步驟A中，所述正極材料為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、二元材料鎳鈷酸鋰、二元材料鎳錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰以及它們的改性摻雜物中的一種。3.根據權利要求1所述的高性能全固態鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述鋰超離子導體為電導率MO—2S/cm的Li1GePA^Li1SnPAmLinSi^Si:^其它們的改性衍生物中的一種。4.根據權利要求1所述的高性能全固態鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述高分子聚合物為聚環氧乙烷、聚丙烯腈中的一種。5.根據權利要求1所述的高性能全固態鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為苯、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、乙腈、脂肪族烴類中的一種。6.根據權利要求1所述的高性能全固態鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述步驟A、C和D中，所述有機溶劑的使用量為相應步驟的固體總質量的I?2倍。7.根據權利要求6所述的高性能全固態鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述步驟A、C和D中，有機溶劑的使用量為相應步驟的固體總質量的1.2?1.8倍。8.—種高性能全固態鋰離子電池，其特征在于，采用如權利要求1?7任一所述的高性能全固態鋰離子電池的制備方法制備而成。
【專利摘要】本發明公開一種高性能全固態鋰離子電池及其制備方法，本發明的全固態鋰離子電池制備方法解決了電解質與電極界面間硬接觸的問題，提高了電解質與電極材料的活化程度，減小了電化學極化，明顯的降低了電池內阻；鋰超離子導體修飾的聚合物電解質貫穿于整個全固態鋰離子電池體系，提高了鋰離子的傳輸速率，提高全固態鋰離子電池的倍率充放電能力；正、負極片涂布使用了與電解質相同的高分子聚合物為粘結劑，縮短了鋰離子的擴散路經，有利于活性物質的容量發揮，顯著提高了電池比能量，高達763Wh/Kg；同時高分子聚合物緩和了負極金屬鋰的不均勻充放電，抑制了鋰結晶的生長，提高使用壽命，可循環使用1000次以上。
【IPC分類】H01M4/62, H01M10/058, H01M10/0525, H01M10/0565
【公開號】CN105680091
【申請號】CN201610008136
【發明人】李震祺, 劉立君, 宋翠環
【申請人】李震祺, 劉立君
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月7日