固态电池、电池包及车辆的制作方法

本申请属于电池，具体涉及一种固态电池、电池包及车辆。

背景技术：

1、随着电池领域的发展，锂离子电池在各个领域中均有应用。传统的锂离子电池采用易燃的有机溶液作为电解液，电池的质量和能量难以进一步提升且存在安全隐患。

2、为解决上述技术问题，现在通用的方法是用第一固态电解质替代电解液。

3、但是，传统全固态负极中活性物质紧密堆积，导致离子/电子传输路径不连续，导电性能差，进而影响电池性能。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种固态电池、电池包及车辆，至少解决现有全固态负极极片的导电性能差，导致电池倍率性能不佳的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种固态电池，包括正极极片、负极极片及设置于所述正极极片与所述负极极片直接的固态电解质膜，所述负极极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体至少一面上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括第一固态电解质、负极活性材料和导电剂，所述负极活性材料内部具有尺寸为2nm~100nm的限域孔道。

3、可选地，所述的固态电池中，所述导电剂分散于所述第一固态电解质之间；和/或，

4、所述第一固态电解质分散于所述负极活性材料之间并熔渗于所述限域孔道内。

5、可选地，所述的固态电池中，所述负极活性材料层中，所述第一固态电解质、所述负极活性材料和所述导电剂的质量比为（10~30）：（70~90）：（1~10）。

6、可选地，所述的固态电池中，所述第一固态电解质包括硫化物固态电解质与可离子导电聚合物中的至少一种。

7、可选地，所述的固态电池中，所述第一固态电解质包括β-li3ps4、li6ps5cl、li7p3s11、peo、pvdf-hfp、llzo、latp中的至少一种。

8、可选地，所述的固态电池中，所述导电剂包括导电碳黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维及金属纳米线中的至少两种。

9、可选地，所述的固态电池中，所述限域孔道的体积占所述负极活性材料总体积的20%~60%。

10、可选地，所述的固态电池中，所述负极活性材料包括多孔硅碳，且所述多孔硅碳中硅含量为10wt%~50wt%。

11、可选地，所述的固态电池中，所述导电剂包括质量占比为1wt%~6 wt% 的碳纳米纤维、质量占比为0~4wt%的石墨烯。

12、第二方面，本申请实施例提供了一种上述的负极极片的制备方法，其中，包括：

13、将负极活性材料、第一固态电解质粉末和导电剂干混，再加入可离子导电聚合物前驱体、第一锂盐与第一溶剂，制成第一负极浆料；其中，所述负极活性材料内部具有尺寸为2nm~100nm的限域孔道；

14、将可离子导电聚合物前驱体、第二锂盐加入第二溶剂，制成第二负极浆料；

15、依次将第一负极浆料及第二负极浆料刮涂-热压于负极集流体表面；

16、进行光/热双固化，使所述第一固态电解质原位熔渗进入限域孔道，以获得所述负极极片，其中，固化温度为100~200°c、固化光的波长为300~800nm、处理时长为10分钟~600分钟。

17、第三方面，本申请实施例提供了一种电池包，包括如上述的固态电池。

18、第四方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括上述的电池包，所述电池包作为所述车辆的供电电源。

19、在本申请实施例中，固态电池包括正极极片、负极极片及设置于正极极片与负极极片之间的固态电解质膜，负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一面上的负极活性材料层，负极活性材料层包括第一固态电解质、负极活性材料和导电剂，负极活性材料内部具有尺寸为2nm~100nm的限域孔道；通过在负极活性材料层中同时加入第一固态电解质和导电剂，且限定负极活性材料内部具有尺寸为2nm~100nm的限域孔道，能够形成离子-电子双连续导电网络，从而改善全固态负极极片的导电性能，提升电池倍率性能。

1.一种固态电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片及设置于所述正极极片与所述负极极片之间的固态电解质膜，所述负极极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体至少一面上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括第一固态电解质、负极活性材料和导电剂，所述负极活性材料内部具有尺寸为2nm~100nm的限域孔道。

2.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述导电剂分散于所述第一固态电解质之间；和/或，

3.根据权利要求1~2任一所述的固态电池，其特征在于，所述负极活性材料层中，所述第一固态电解质、所述负极活性材料和所述导电剂的质量比为（10~30）：（70~90）：（1~10）。

4.根据权利要求1~3任一所述的固态电池，其特征在于，所述第一固态电解质包括硫化物固态电解质与可离子导电聚合物中的至少一种。

5.根据权利要求1~4任一所述的固态电池，其特征在于，所述第一固态电解质包括β-li3ps4、li6ps5cl、li7p3s11、peo、pvdf-hfp、llzo、latp中的至少一种。

6.根据权利要求1~5任一项所述的固态电池，其特征在于，所述导电剂包括导电碳黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维及金属纳米线中的至少两种。

7.根据权利要求1~6任一所述的固态电池，其特征在于，所述限域孔道的体积占所述负极活性材料总体积的20%~60%。

8.根据权利要求1~7任一项所述的固态电池，其特征在于，所述负极活性材料包括多孔硅碳，且所述多孔硅碳中硅含量为10wt%~50wt%。

9.根据权利要求1~8任一所述的固态电池，其特征在于，所述导电剂包括质量占比为1wt%~6 wt% 的碳纳米纤维、质量占比为0~4wt%的石墨烯。

10.一种如权利要求1~9中任一所述的负极极片的制备方法，其特征在于，包括：

11.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1~9任一所述的固体电池。

12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池包，所述电池包作为所述车辆的供电电源。