固态电解质及其表面修饰方法、复合电极和制备方法、全固态锂电池

本公开涉及固态电池，尤其涉及一种固态电解质表面修饰方法及其在固态电池中的应用，更具体地涉及一种固态电解质表面修饰方法、固态电解质及利用其制备的复合正极在全固态锂电池中的应用。

背景技术：

1、在全球交通工具电气化的背景下，传统锂离子电池面临安全性、能量密度及操作温度等多重挑战。全固态锂电池，尤其是采用非易燃的固态电解质，因其安全性、锂金属负极兼容性及宽运行温度范围等优势成为研究热点。

2、然而，现有的硫化物固态电解质具有较高的离子导电率，但存在电化学窗口狭窄以及及与licoo2、三元ncm等高压（≥4.3 v vs li+/li）正极材料不兼容等问题。卤化物固态电解质虽然有所改善，但其截止电压仅能达到约4.2~4.3 v vs li+/li，难以满足更高能量密度需求。在提升充电截止电压进行增容过程中，面临正极与电解质间复杂界面反应以及正极体积变化导致的机械故障。现有的正极表面涂层虽能抑制正极与电解质间的副反应，但电解质本身的氧化反应并未得到有效抑制，尤其在较高工作电压下，这一问题更为严重。可见，目前仍缺少能够与高压（≥4.3 v vs li+/li）正极材料良好匹配的固态电解质。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开的主要目的在于提供了一种固态电解质及其表面修饰方法、复合电极和制备方法、全固态锂电池，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

2、为实现上述目的，本公开的技术方案如下：

3、在本公开的一方面，提供了一种固态电解质表面修饰方法，包括：

4、在惰性气氛保护下，将全氟聚醚类化合物加入无机固态电解质中，通过机械球磨混合，得到全氟聚醚类化合物表面修饰的固态电解质；

5、其中，在每克无机固态电解质中，全氟聚醚类化合物的添加量为5~200微升。

6、作为本公开的第二个方面，提供了一种上述固态电解质表面修饰方法制得的全氟聚醚类化合物表面修饰的固态电解质，其中，固态电解质包括：

7、无机固态电解质，以及包覆在无机固态电解质表面的全氟聚醚类化合物层。

8、作为本公开的第三个方面，提供了一种复合正极的制备方法，包括：

9、在惰性气氛保护下，将上述全氟聚醚类化合物表面修饰的固态电解质、正极材料和粘结剂混合，得到复合正极。

10、作为本公开的第四个方面，提供了一种上述制备方法制备得到的复合正极，其中，复合正极包括如本公开第二个方面提供的固态电解质以及正极材料和粘结剂。

11、作为本公开的再一个方面，提供了一种全固态锂电池，包括：

12、如本公开第二个方面提供的固态电解质、如本公开第四个方面提供的复合正极和负极组装得到，其中，负极材料选自锂合金、石墨、硅基负极中的一种。

13、根据本公开的实施例，采用机械球磨法实现固态电解质的全氟聚醚表面修饰，修饰后的电解质仍保持了较高的室温离子电导率（≥1 ms cm-1），工艺简便，可重复性良好，且所需球磨转速低，降低了生产能耗。

技术特征：

1.一种固态电解质表面修饰方法，包括：

2.根据权利要求1所述的固态电解质表面修饰方法，其中，

3.根据权利要求1所述的固态电解质表面修饰方法，其中：

4.一种如权利要求1~3中任一项所述的固态电解质表面修饰方法制备得到的固态电解质，其中，所述固态电解质包括：

5.根据权利要求4所述的固态电解质，其中，所述全氟聚醚类化合物层的厚度为0.5~5nm。

6.一种复合正极的制备方法，包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中：

8.复合正极，其中，所述复合正极包括如权利要求4~5中任一项所述的固态电解质，以及正极材料和粘结剂。

9.一种全固态锂电池，包括：

10.根据权利要求9所述的全固态锂电池，其中，所述全固态锂电池的充放电电压为2.8~4.6 v vs li+/li。

技术总结本公开提供了一种固态电解质及其表面修饰方法、复合电极和制备方法、全固态锂电池，其中固态电解质表面修饰方法包括：在惰性气氛保护下，将全氟聚醚类化合物加入无机固态电解质中，通过机械球磨混合，得到全氟聚醚类化合物表面修饰的固态电解质；其中，在每克无机固态电解质中，全氟聚醚类化合物的添加量为5~200微升。技术研发人员：姚宏斌,程晓斌,殷逸臣,李枫受保护的技术使用者：中国科学技术大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4