【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池，尤其是涉及一種復合正極片的制備方法及固態電池。
技術介紹
1、隨著鋰離子動力電池在新能源汽車領域應用逐步擴大，續航里程成為制約新能源汽車發展的關鍵因素，提高鋰離子電池的能量密度是解決續航焦慮的有效途徑，高鎳三元層狀材料具有比容量高、成本低及安全性相對較好等優點，被認為是最具前景的高比能鋰離子電池正極材料之一。全固態鋰電池在能量密度和熱穩定性等方面的優勢使得它具有更大的發展潛力，隨著固態電池產業化的加速，高鎳三元正極材料的發展已成為行業內關注的焦點，在先進鋰離子電池市場的技術優勢也愈專利技術顯。但是，固態電池界面為固-固接觸，相比于液體電解質，固態電解質不具有流動性，因此很難滲透到整個電極和電池界面中，導致一系列界面接觸不好的問題。因此需要提高高鎳正極的界面電導率改善固態電池的性能，例如申請號為cn202210459908.3的專利提出了“包覆改性高鎳三元正極材料、其制備方法及鋰離子電池”，利用酸堿反應實現在三元材料表面均勻沉積一層快離子導體,提高了材料的循環性能、倍率性能、低溫性能；又如申請號為cn202410537447.6的專利提出了“一種混合雙導體包覆正極材料及其制備方法和固態電池”，制備的混合雙導體包覆正極材料的表面包覆有多壁碳納米管和氯化物固態電解質的混合包覆層,混合層中的兩種物質之間可以相互協同改善材料的倍率和循環等電性能。
2、上述技術方案均可以改善高鎳正極材料的性能，但是均需要對高鎳粉體進行二次處理，材料加工過程復雜且成本高。針對上述問題，本專利技術提出了一種復合正極片的制備
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種復合正極片的制備方法及固態電池，利用簡單的水熱法制備了鋰離子電導性優異的介晶銳鈦礦型二氧化鈦材料，添加到高鎳復合正極片中，構成了高效的鋰離子傳輸途徑，顯著降低正極界面電阻，提高全固態電池性能。
2、本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：
3、一種復合正極片的制備方法，包括以下步驟：
4、將高鎳三元正極材料、硫化物固體電解質、介晶銳鈦礦型二氧化鈦、鋰鹽和粘結劑按摩爾比30-50：3-8：1.5-5：0.5-2.5：0.5-1.5加入極性溶劑中，常溫下攪拌12h-24h混合均勻得到混合液；將混合液涂覆在正極集流體上，得到具有一定厚度的復合正極，然后在20mpa-50mpa壓力下碾壓復合正極后按照需求進行沖片，得到致密的復合正極片。
5、作為優選，所述高鎳三元正極材料與極性溶劑的質量比為11-20：12-25。
6、作為優選，所述鋰鹽為雙乙二酸硼酸鋰libob、六氟磷酸鋰lipf6、雙氟磺酰亞胺鋰lifsi、雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰litfsi中的一種或多種。
7、作為優選，所述粘結劑為聚丙烯腈pan、聚酰亞胺pi、聚乙烯醇pva、聚偏二氟乙烯pvdf、聚丙烯酰胺pam中的一種。
8、作為優選，所述介晶銳鈦礦型二氧化鈦，包括單純的二氧化鈦及其摻雜改性衍生物，摻雜改性衍生物包括氮摻雜、碳摻雜、硫摻雜、金屬和氧化物改性中的至少一種。
9、作為優選，所述硫化物固體電解質為二元硫化物電解質和/或三元硫化物固態電解質。
10、作為優選，所述正極集流體表面的涂敷厚度為150μm-500μm。
11、作為優選，所述極性溶劑為二甲亞砜、乙腈、甲酰胺、三氟乙酸、dmf、六甲基磷酰胺、甲醇、乙酸、乙醇、異丙醇、吡啶、四甲基乙二胺、丙酮、三乙胺、正丁醇、二氧六環、四氫呋喃、甲酸甲酯中的一種。
12、作為優選，所述介晶銳鈦礦型二氧化鈦采用以下制備方法制備：將鈦源溶解于1mol/l-3mol/l的鹽酸溶液中，所述鈦源與鹽酸的體積比為1-3:4-10，在40℃-100℃下攪拌40h-60h，離心處理得到白色產物，用去離子水洗滌白色產物去除殘留的無極離子，再將白色產物在80℃-120℃下真空干燥12h-36h，最后在空氣中400℃-500℃下鍛燒12h-24h，得到介晶銳鈦礦型二氧化鈦粉末。
13、一種固態電池，包括復合負極片、復合固體電解質膜以及上述方法制備得到的復合正極片。
14、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
15、1、通過在復合正極片中添加介晶銳鈦礦型二氧化鈦粉末，通過介晶結構的tio2具有較高的比表面積和豐富的孔隙，有助于形成更有效的離子傳導路徑，降低電池內部的離子擴散阻力。
16、2、在鋰離子電池中，tio2的獨特晶體結構有助于加速鋰離子的嵌入和脫出，提高整體電池的倍率性能，與普通結構銳鈦礦型二氧化鈦相比，在首次循環后，介晶銳鈦礦型二氧化鈦及晶格間距得到拓寬，提供了更有效的離子通道，顯著提高了離子電導率。
17、3、由于介晶結構具有大量孔隙，增大了與電解質的接觸面積，降低界面電阻，有利于提高電荷分離效率，改善整體電池性能。
18、4、在鋰離子傳輸機制方面，介晶銳鈦礦型二氧化鈦基于高度可逆的結晶-非晶-重結晶過程，無定形相與介晶內部固有的晶粒間快速擴散網絡的相互協同作用，使得結構內部鋰離子擴散速率遠高于常規銳鈦礦二氧化鈦，并且由于脫鋰化后最終產物為化學/機械穩定性良好的li0.16?tio2，材料穩定性得到了顯著改善，進一步改善了高鎳正極界面穩定性。
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1.一種復合正極片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述高鎳三元正極材料與極性溶劑的質量比為11-20：12-25。
3.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽為雙乙二酸硼酸鋰LiBOB、六氟磷酸鋰LiPF6、雙氟磺酰亞胺鋰LiFSI、雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰LITFSI中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為聚丙烯腈PAN、聚酰亞胺PI、聚乙烯醇PVA、聚偏二氟乙烯PVDF、聚丙烯酰胺PAM中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述介晶銳鈦礦型二氧化鈦，包括單純的二氧化鈦及其摻雜改性衍生物，摻雜改性衍生物包括氮摻雜、碳摻雜、硫摻雜、金屬和氧化物改性中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述硫化物固體電解質為二元硫化物電解質和/或三元硫化物固態電解質。
7.根據權利要求1所述的一種復合正極片
8.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述極性溶劑為二甲亞砜、乙腈、甲酰胺、三氟乙酸、DMF、六甲基磷酰胺、甲醇、乙酸、乙醇、異丙醇、吡啶、四甲基乙二胺、丙酮、三乙胺、正丁醇、二氧六環、四氫呋喃、甲酸甲酯中的一種。
9.根據權利要求1所述的一種微米級硅顆粒復合負極片的制備方法，其特征在于，所述介晶銳鈦礦型二氧化鈦采用以下制備方法制備：將鈦源溶解于1mol/L-3mol/L的鹽酸溶液中，所述鈦源與鹽酸的體積比為1-3:4-10，在40℃-100℃下攪拌40h-60h，離心處理得到白色產物，用去離子水洗滌白色產物去除殘留的無極離子，再將白色產物在80℃-120℃下真空干燥12h-36h，最后在空氣中400℃-500℃下鍛燒12h-24h，得到介晶銳鈦礦型二氧化鈦粉末。
10.一種固態電池，其特征在于，包括復合負極片、復合固體電解質膜以及權利要求1-9任意一項所述的制備方法制備得到的復合正極片。
...【技術特征摘要】
1.一種復合正極片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述高鎳三元正極材料與極性溶劑的質量比為11-20：12-25。
3.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽為雙乙二酸硼酸鋰libob、六氟磷酸鋰lipf6、雙氟磺酰亞胺鋰lifsi、雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰litfsi中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為聚丙烯腈pan、聚酰亞胺pi、聚乙烯醇pva、聚偏二氟乙烯pvdf、聚丙烯酰胺pam中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述介晶銳鈦礦型二氧化鈦，包括單純的二氧化鈦及其摻雜改性衍生物，摻雜改性衍生物包括氮摻雜、碳摻雜、硫摻雜、金屬和氧化物改性中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的一種復合正極片的制備方法，其特征在于，所述硫化物固體電解質為二元硫化物電解質和/或三元硫化物固態電解質。
7.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林久，宮嬌嬌，余冬冬，張永龍，楊亮亮，干志勇，
申請(專利權)人：浙江鋒鋰新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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