高效振实融合包覆机VSH在固态电池负极材料中的应用案例

2022-09-20 16:01 无锡泰贤粉体

背景技术

使用液体电解质的锂离子电池具有其中负极和正极通过隔膜分开的结构，并且当隔膜由于变形或外部冲击而损坏时，可能发生短路，从而导致过热或爆炸。为了解决上述问题，开发使用离子导电聚合物或无机物的固体电解质材料和使用该固体电解质材料的全固态型电池。使用固体电解质的锂二次电池通过防止电解质溶液的泄漏而具有增强的电池安全性和改善的电池可靠性，并且易于制造薄型电池。根据材料的性质，固体电解质可以大致分为聚合物电解质材料和无机固体电解质材料。固体电解质的使用具有包括安全性、高能量密度、高输出和长寿命在内的电池性能优势，并且进一步的优势是制造工艺简单、大规模/紧凑设计和低成本，因此近年来得到了越来越多的注意。

1、全固态型电池，其包括：负极、正极、和设置在所述负极和所述正极之间的固体电解质膜，其中，所述负极：负极活性材料用复合颗粒。

2、负极活性材料用复合颗粒：包含固体电解质和导电材料的混合物填充所述石墨颗粒的石墨材料之间的间隙，且所述石墨颗粒的外表面全部或至少部分地涂覆有所述混合物。颗粒的粒径为5μm至 50μm。

（1）石墨材料：石墨材料源自天然石墨和人造石墨。

（2）固体电解质：包括基于硫化物的固体电解质。

（3）导电材料：包括选自石墨、炭黑、导电纤维、金属粉末、钛酸钾、导电晶须、导电金属氧化物、聚亚苯基衍生物或它们的混合物中的一种。

3、制备方法：制备包含石墨材料、导电材料和固体电解质的混合物，并通过施加外部机械力对所述混合物进行球形造粒工序，以获得复合颗粒，其中所述石墨材料、导电材料和固体电解质一体成形为所述复合颗粒。

4、具体实施案例：

天然石墨（DN50：9μm）、Li₇La₃Zr₂O₁₂和炭黑进入行星混合机混合，室温搅拌60分钟制得混合物，行星混合机保持在40°，所获得的混合物通过机械融合机 VSH（3000rpm， 30分钟，温度保持40°）制备复合颗粒，获得复合颗粒粒径（DN50：15μm）。图1是复合颗粒的SEM图像。