正极极片及其制备方法和固态电池

1.一种正极极片，其特征在于，包括集流体和层叠在所述集流体上的正极层，所述正极层包括正极活性材料、硫化物固态电解质和无纺布纤维颗粒，所述无纺布纤维颗粒为聚对苯二甲酰对苯二胺颗粒，所述无纺布纤维颗粒的中值粒径为10nm 100μm；
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其中，所述正极极片的制备方法包括以下步骤：
将所述正极活性材料、所述硫化物固态电解质和所述无纺布纤维颗粒加入溶剂中混合，得到正极浆料；
将所述正极浆料涂覆在集流体上，得到所述正极极片。
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，按照质量份数计，所述正极活性材料的质量份数为80份 92份，所述硫化物固态电解质的质量份数为4份 10份，所述无纺布纤维~ ~
颗粒的质量份数为1份 5份。
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3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极层还包括导电剂，所述导电剂选自导电炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，所述导电剂的质量份数为1份 3份。
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5.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极层还包括粘结剂，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚四氟乙烯、苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯、苯乙烯‑丁烯‑苯乙烯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述硫化物固态电解质选自Li2S‑P2S5体系、Li2S‑P2S5‑GeS2体系中的一种或多种。
7.一种权利要求1 6任意一项所述的正极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步~
骤：
在环境露点低于‑70℃的条件下，将所述正极活性材料、所述硫化物固态电解质和所述无纺布纤维颗粒加入所述溶剂中混合，得到所述正极浆料；
在环境露点低于‑70℃的条件下，将所述正极浆料涂覆在所述集流体上，得到所述正极极片。
8.一种固态电池，其特征在于，包括权利要求1 6任意一项所述的正极极片或者权利要~
求7所述的正极极片的制备方法制得的正极极片。

正极极片及其制备方法和固态电池\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种正极极片及其制备方法和固态电池。\n背景技术\n[0002] 锂离子电池具有能量密度高、输出功率大、平均输出电压高、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、循环性能优越等优点，已被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、电动船舶、规模储能等领域中。\n[0003] 现有商用锂离子电池体系能量密度难以进一步提高，且由于主要采用含有易燃有机溶剂的液体电解液，使其存在严重的安全隐患。当锂离子电池发生短路时，电池内部能量会在短时间以热的形式释放出来，就可能发生起火甚至爆炸等严重的安全事故。采用固态电解质材料替代现有的有机液体电解液是提高锂离子电池的能量密度与安全性的有效途径之一，固态锂离子电池具有良好的市场前景，符合未来车用动力电池发展的方向。\n[0004] 固态锂电池以固体电解质取代传统液体有机电解液，能够克服由于液态电解液导致的安全性能低、工作温度范围窄等问题。传统的液态电池极片生产工艺在固态电池生产中不适用。固态电池中极片需加入电解质以增加改善导电性。但无机电解质自身较脆，导致极片的韧性较差，严重影响固态电池的大规模生产、性能及应用。\n发明内容\n[0005] 基于此，有必要提供一种韧性较好的正极极片。\n[0006] 此外，还提供了一种正极极片的制备方法和固态电池\n[0007] 一种正极极片，包括集流体和层叠在所述集流体上的正极层，所述正极层包括正极活性材料、硫化物固态电解质和无纺布纤维颗粒。\n[0008] 传统的固态电池的正极极片的硫化物电解质粉末冷压后，自身较脆，导致极片的韧性及机械强度较差，不利于极片加工，影响电芯制成效率，难以大规模工业化生产。上述正极极片包括无纺布纤维颗粒，硫化物电解质附着在无纺布纤维颗粒上，可使宏观裂纹在穿过无纺布纤维颗粒时受阻，从而正极极片的韧性大幅度提高。\n[0009] 在其中一个实施例中，按照质量份数计，所述正极活性材料的质量份数为80份～\n92份，所述硫化物固态电解质的质量份数为4份～10份，所述无纺布纤维颗粒的质量份数为\n1份～5份。\n[0010] 在其中一个实施例中，所述无纺布纤维颗粒为聚丙烯颗粒、聚酰胺颗粒、聚氯乙烯颗粒、聚对苯二甲酰对苯二胺颗粒、植物纤维颗粒中的一种或多种。\n[0011] 在其中一个实施例中，所述无纺布纤维颗粒的中值粒径为10nm～100μm。\n[0012] 在其中一个实施例中，所述正极层还包括导电剂，所述导电剂选自导电炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。\n[0013] 在其中一个实施例中，所述导电剂的质量份数为1份～3份。\n[0014] 在其中一个实施例中，所述正极层还包括粘结剂，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚四氟乙烯、苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯、苯乙烯‑丁烯‑苯乙烯中的一种或多种。\n[0015] 在其中一个实施例中，所述硫化物电解质选自Li2S‑P2S5体系、Li2S‑P2S5‑GeS2体系中的一种或多种。\n[0016] 一种正极极片的制备方法，包括以下步骤：\n[0017] 在环境露点低于‑70℃的条件下，将正极活性材料、硫化物固态电解质和无纺布纤维颗粒加入溶剂中混合，得到正极浆料；\n[0018] 在环境露点低于‑70℃的条件下，将所述正极浆料涂覆在集流体上，得到正极极片。\n[0019] 一种固态电池，包括上述的正极极片或者上述的正极极片的制备方法制得的正极极片。\n附图说明\n[0020] 图1为一实施方式的正极极片的结构示意图；\n[0021] 图2为图1所示的正极极片的另一角度的结构示意图。\n具体实施方式\n[0022] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。\n[0023] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。\n[0024] 请参阅图1和图2，一种正极极片10，包括集流体100和层叠在集流体100上的正极层200，正极层200包括正极活性材料、硫化物固态电解质和无纺布纤维颗粒。\n[0025] 进一步地，集流体100的厚度为8μm～30μm。更进一步地，集流体100的厚度为10μm～16μm。具体地，集流体100为涂炭铝箔。\n[0026] 进一步地，按照质量份数计，正极活性材料的质量份数为80份～92份，硫化物固态电解质的质量份数为4份～10份，无纺布纤维颗粒的质量份数为1份～5份。这个质量份数能够提高电池能量密度，且保证极片良好的导电性及机械性能。\n[0027] 具体地，正极材料选自LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiNiCoAlO2、LiNiCoMnO2、xLi2MnO3‑(1‑x)LiMO2、LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4、LiFePO4、LiFeMnPO4、表面包覆快离子导体的LiCoO2、表面包覆快离子导体的LiNiO2、表面包覆快离子导体的LiMnO2、表面包覆快离子导体的LiNiCoAlO2、表面包覆快离子导体的LiNiCoMnO2、表面包覆快离子导体的xLi2MnO3‑(1‑x)LiMO2、表面包覆快离子导体的LiMn2O4、表面包覆快离子导体的LiNi0.5Mn1.5O4、表面包覆快离子导体的LiFePO4、表面包覆快离子导体的LiFeMnPO4中的至少一种。其中，快离子导体选自Li4Ti5O12、LiNbO3、LiTaO3、LiAlO2、Li2ZrO3中的一种或多种；xLi2MnO3‑(1‑x)LiMO2中，0