【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池，特別是涉及一種多梯度正極及其制備方法、全固態電池及其制備方法。
技術介紹
1、固態鋰電池被應用在多個領域中，高能量密度和功率密度是固態鋰電池的核心性能指標。但由于在固態鋰電池的設計中，固態電解質與電極之間的固-固接觸界面是剛性的，因此限制了離子的擴散效率。同時，在充放電循環過程中，由于化學反應，集流體與電極材料之間的接觸電阻可能會增加，導致界面阻抗上升，影響了電子傳輸。以上因素對離子和電子傳輸的影響進一步導致了電池容量衰減較快、循環穩定性較差等問題。然而如果為了提高離子及電子的傳輸速率而降低電極活性材料的含量勢必會影響電池的能量密度，如果增加電極活性物質的量，則極板電阻增大，容量顯著降低。因此，如何兼顧高能量密度和功率密度及循環一直是一個技術挑戰。
技術實現思路
1、基于此，本申請提供一種多梯度正極及其制備方法、全固態電池及其制備方法，以解決上述技術問題。
2、本申請的第一方面提供了一種多梯度正極，包括依次設置的集流體、高電子通道層以及高離子通道層，其中，高電子通道層和高離子通道層中正極活性物質的質量占比相同；
3、高電子通道層中導電劑的質量占比高于高離子通道層中導電劑的質量占比；
4、高電子通道層中固態電解質的質量占比低于高離子通道層中固態電解質的質量占比。
5、在一些實施方式中，高電子通道層中導電劑的質量占比為2%~5%，固態電解質的質量占比為10%~15%。
6、在一些實施方式中，高離子通道層中導電劑
7、在一些實施方式中，高電子通道層的厚度為15μm~40μm。
8、在一些實施方式中，高離子通道層的厚度為15μm~40μm。
9、本申請的第二方面提供了一種如上述第一方面提供的多梯度正極的制備方法，包括以下步驟：
10、s1、將正極活性物質、導電劑、粘結劑以及固態電解質通過氣流磨進行混合，制得第一混合料；
11、s2、將第一混合料涂覆在集流體表面，在集流體表面形成高電子通道層；
12、s3、將正極活性物質、導電劑、粘結劑以及固態電解質通過氣流磨進行混合，制得第二混合料；
13、s4、將第二混合料涂覆在高電子通道層表面，在高電子通道層表面形成高離子通道層；
14、s5、輥壓處理，制得多梯度正極。
15、在一些實施方式中，在步驟s2和步驟s4中采用干噴涂或者靜電噴涂的方式進行涂覆。
16、在一些實施方式中，粘結劑為聚四氟乙烯。
17、本申請的第三方面提供了一種全固態電池，該全固態電池包括上述第一方面提供的多梯度正極或者采用上述第二方面提供的制備方法制得的多梯度正極。
18、本申請的第四方面提供了一種如上述第三方面提供的全固態電池的制備方法，包括以下步驟：
19、將由固態電解質和粘結劑組成的固態電解質混合料涂覆于多梯度正極中的高離子通道表面，在高離子通道表面形成固態電解質膜；
20、對多梯度正極和固態電解質膜進行輥壓處理。
21、本申請中通過將固體電池正極設置成由兩層不同組分梯度的膜層復合而成，通過改變導電劑與固態電解質的含量比來實現兩層膜的組分梯度，優化電極性能。其中，靠近集流體的為高電子通道層，靠近固態電解質的為高離子通道層，高電子通道層的導電劑含量占比高于高離子通道層，形成導電劑成分梯度，構建電子通道，利于集流體側電子傳輸，降低其截界面阻抗。高離子通道層的固態電解質含量占比高于高電子通道層，形成固態電解質成分梯度，構建離子通道，利于離子傳輸。在不改變正極活性物質在正極極片中的質量占比的情況下，通過導電劑與固態電解質的含量變化構建電極的成分梯度，實現電極組分的優化分布，?不僅可以增大固態電解質和活性材料之間的接觸，而且能夠保持高能量密度，使得固體電池兼顧能量密度以及倍率性能，提高了固體電池的循環穩定性以及容量保持率。
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1.一種多梯度正極，其特征在于，包括依次設置的集流體、高電子通道層以及高離子通道層，其中，所述高電子通道層和所述高離子通道層中正極活性物質的質量占比相同；
2.根據權利要求1所述的多梯度正極，其特征在于，所述高電子通道層中所述導電劑的質量占比為2%~5%，所述固態電解質的質量占比為10%~15%。
3.根據權利要求1所述的多梯度正極，其特征在于，所述高離子通道層中所述導電劑的質量占比為1%~3%，所述固態電解質的質量占比為14%~20%。
4.根據權利要求1所述的多梯度正極，其特征在于，所述高電子通道層的厚度為15μm~40μm。
5.根據權利要求1所述的多梯度正極，其特征在于，所述高離子通道層的厚度為15μm~40μm。
6.一種如權利要求1~5任一項所述的多梯度正極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在步驟S2和步驟S4中采用干噴涂或者靜電噴涂的方式進行涂覆。
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為聚四氟乙烯。
10.一種如權利要求9所述的全固態電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種多梯度正極，其特征在于，包括依次設置的集流體、高電子通道層以及高離子通道層，其中，所述高電子通道層和所述高離子通道層中正極活性物質的質量占比相同；
2.根據權利要求1所述的多梯度正極，其特征在于，所述高電子通道層中所述導電劑的質量占比為2%~5%，所述固態電解質的質量占比為10%~15%。
3.根據權利要求1所述的多梯度正極，其特征在于，所述高離子通道層中所述導電劑的質量占比為1%~3%，所述固態電解質的質量占比為14%~20%。
4.根據權利要求1所述的多梯度正極，其特征在于，所述高電子通道層的厚度為15μm~40μm。
5.根據權利要求1所述的多梯度正...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜孝龍，馮玉川，李崢，
申請(專利權)人：蘇州清陶新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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