(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111462233.X (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 厦门大学 地址 361000 福建省厦门市思明南路42 2号 (72)发明人 赵金保　曾月劲　沈秀　张鹏　 (74)专利代理 机构 厦门市首创君 合专利事务所 有限公司 3 5204 代理人 张松亭　陈丹艳 (51)Int.Cl. H01M 50/403(2021.01) H01M 10/0562(2010.01) H01M 50/411(2021.01) H01M 50/497(2021.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种具有改良界面层的全固态电池及其电 极界面改良方法 (57)摘要 本发明公开了一种具有改良界面层的全固 态电池及其电极界面改良方法。 方法为将含有锂 盐、 催化剂和开环聚合单体的界面改良剂原位注 入全固态电池的电极界面之间， 室温下静置至 反 应结束， 使电极界面之间形成凝胶状的界面层。 所述开环聚合单体为1， 3 ‑环氧戊烷、 环氧丙烷、 四氢呋喃、 环氧丁烷、 环氧异丁烷、 环氧丙基甲基 醚或苯基环氧丙烷中的至少一种。 采用该方法改 良后的界面层为无色透明凝胶态物质， 具有较好 的粘性， 可以填充于陶瓷电解质与正负极之间的 界面间隙， 提高电极和固态电解质的接触性， 降 低界面阻抗， 增 加锂离子传输通道。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114300805 A 2022.04.08 CN 114300805 A 1.一种全固态电池电极界面改良方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 1)将锂盐、 催化剂和开环聚合单体混合得到界面改良剂； 2)将界面改良剂原位注入全固态电池的电极界面之间， 室温下静置20min ‑20h至反应 结束， 使电极界面之间形成凝胶状的界面层； 其中， 所述开环聚合单体为1， 3 ‑环氧戊烷、 环氧丙烷、 四氢呋喃、 环氧丁烷、 环氧异丁 烷、 环氧丙基甲基醚 或苯基环氧丙烷中的至少一种； 所述催化剂为LiPF6、 HF、 BF3、 PF5、 LiFSI 或LiBF4； 所述锂盐为 LiClO4、 LiTFSI、 LiBOB、 LiFSI或LiDFOB。 2.根据权利要求1所述的一种 全固态电池电极界面改良方法， 其特征在于： 所述界面改 良剂中， 锂盐浓度为0.0 01‑20M， 催化剂浓度为0.0 01‑20M。 3.根据权利要求1所述的一种 全固态电池电极界面改良方法， 其特征在于： 所述界面改 良剂中， 所述 开环聚合单体的加入量 为10‑80vol％。 4.根据权利要求1所述的一种全固态电池电极界面改良方法， 其特征在于： 所述步骤2) 中， 所述界面改良剂的注入量 为5‑500 μL/cm2。 5.根据权利要求1所述的一种 全固态电池电极界面改良方法， 其特征在于： 所述全固态 电池为组装好的全固态电池， 包括依次层叠设置的正极、 无机固态电解质和负极。 6.根据权利要求5所述的一种 全固态电池电极界面改良方法， 其特征在于： 所述电极界 面包括正极与无机固态电解质之间 界面、 无机固态电解质和负极之间 界面。 7.一种具有改良界面层的全固态电池， 其特征在于： 包括依次层叠设置的正极、 界面 层、 无机固态电解质、 界面层和负极； 其中， 所述界面层为开环聚合形成的聚合物， 采用如权 利要求1～6任一项所述 一种全固态电池电极界面改良方法制备而成。 8.根据权利要求7所述的一种具有改良界面层的全固态电池， 其特征在于： 所述界面层 为厚度为2 ‑60 μm的具有粘性的凝胶状聚合物。 9.根据权利要求7所述的一种具有改良界面层的全固态电池， 其特征在于： 所述固态电 解质为LGPS型无机固态电解质、 石榴石型无机固态电解质、 钙钛矿型无机固态电解质、 LISICON型无机固态电解质 、 硫银锗矿型无机固态电解质或反钙钛矿型无机固态电解质中 的至少一种。 10.根据权利要求7所述的一种具有改良界面层的全固态电池， 其特征在于： 所述正极 中的活性物质包括钴酸锂、 磷酸铁锂、 锰酸锂、 镍酸锂、 镍锰酸锂、 镍钴锰酸锂、 镍钴铝酸锂、 富锂锰基材 料中的至少一种； 所述负极为金属锂。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114300805 A 2一种具有改良界面层的全固态电池及其电极界面改良方 法 技术领域 [0001]本发明属于全固态电池技术领域， 具体涉及一种具有改良界面层的全固态电池及 其电极界面改良方法。 背景技术 [0002]随着新科技的发展,人类对具有高 的能量密度和高安全性的二次电池的需求越发 迫切， 目前商业化的目前的锂离子电池(LIBS)还无法满足人们的生产需求。 传统的液态电 解质虽然 具有较高的离子电导率， 但是由于使用了有机的溶剂其具有 可燃性等缺点在使用 过程中存在安全性问题， 固态电解质(SE)具有热稳定性、 不易燃、 无泄漏和无挥发等优点， 且其有更高的热失控起始温度， 大 大提高了电池使用过程中的稳定性和安全性。 [0003]发展全固态锂离子电池对于全力推动锂离子电池的发展至关重要， 固态电解质主 要分为聚合物固态电解质和无机固态电解质， 其中无机固态电解质又可以分为氧化物固态 电解质和硫化物固态电解质。 聚合物固态电解质具有柔性好、 易加工等优良性能但电导率 低、 运行温度高和电化学窗口低等缺点使得聚合物电解质在固态锂电池中的应用受到限 制。 无机固态电解质， 特别是硫化物电解质具有高离子电导率， 宽电化学窗口， 良好的稳定 性受到了广泛关注。 但是无机固态电解质存在空气稳定性差、 界面稳定性差和正极、 负极之 间均存在界面问题， 这限制着无机固态电解质的发展了应用。 [0004]从锂金属电池未来发展趋势来看， 电池的安全性能越来越受到大家的关注， 可以 说安全性是电池最重要的一个标准。 因此， 全固态电池也将是未来 发展的重点， 但是在循环 过程中， 固态电解质可能与锂负极发生氧化还原反应， 从而生成高阻抗的界面相积累在负 极和固态电解质之间， 影响锂离子传输； 固态电解质和锂负极之间固固接触引发的不完整 接触， 会导 致在循环过程局部电流密度过 大； 这些问题会严重影响固态电池的倍 率性能。 发明内容 [0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处， 提供了一种具有改良界面层的全固 态电池及其电极 界面改良方法， 解决了上述背景技术中无机固态电解质、 正极、 负极之 间均 存在界面的问题。 [0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是： 提供了一种全固态电池电极界 面改良方法， 包括如下步骤： [0007]1)将锂盐、 催化剂和开环聚合单体混合得到界面改良剂； [0008]3)将界面改良剂原位注入全固态电池的电极界面之间， 室温下静置至反应结束， 静置时间为20mi n‑20h， 使电极界面之间形成凝胶状的界面层； [0009]其中， 所述开环聚合单体为1， 3 ‑环氧戊烷、 环氧丙烷、 四氢呋喃、 环氧丁烷、 环氧异 丁烷、 环氧丙基甲基醚或苯基环氧丙烷中的至少一种； 所述催化剂为LiPF6、 HF、 BF3、 PF5、 LiFSI或LiBF4； 所述锂盐为 LiClO4、 LiTFSI、 LiBOB、 LiFSI或LiDFOB。 [0010]在本发明一较佳实施例中， 所述界面改良剂中， 锂盐浓度为0.001 ‑20M， 催化剂浓说　明　书 1/4 页 3 CN 114300805 A 3