CN113745637A - 一种固态电池、其制备方法和用途 - Google Patents

一种固态电池、其制备方法和用途 Download PDF

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陈坤
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Abstract

本发明涉及一种固态电池、其制备方法和用途。所述固态电池包括正极、负极和固态电解质；所述正极中的正极活性物质包括LiFePO4，所述负极包括负极活性物质和氧化物固态电解质。本发明所述固态电池中的正极活性物质选择LiFePO4，可以有效地提升固态电池的高温特性，负极中含有分散的氧化物固态电解质，可以提升固态电池高温下的安全性。本发明中正极和负极相互配合，使得到的固态电池具有优异的电化学性能同时，也具有优异的安全性能。

Description

一种固态电池、其制备方法和用途
技术领域
本发明属于固态电池技术领域，具体涉及一种固态电池、其制备方法和用途。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高、能量效率高、循环寿命长、无记忆效应、快速放电等优点，因而在消费电子产品和电动交通工具、电网调峰、储能电源、航空航天等领域有巨大市场需求。传统的锂离子电池所用的有机电解液虽具有很高的离子电导率、电极/电解液界面易控制、加工处理方便等优点，但有机电解液易挥发、易燃、易爆，使得电池尤其是大容量时存在较大的安全隐患；另外有限的电化学窗口使得其在高电压电池体系遇到不少困难。
采用不挥发、不易燃的固体电解质替代液态电解液可以有效提升电池的安全性和能量密度，近年来受国内外研究者的关注与重视。因此，固态电池被视为能实现高安全性、高能量密度的下一代可充电电池体系。
目前已经产业化大规模应用的固态电池是法博雷组装在Bluecar汽车上的固态聚合物二次电池，但是受聚合物固态电解质低离子电导率的影响，这类电池的工作温度只能被限制在70～80℃之间。因此，拓展固态电池的使用温度范围是固态电池大规模应用道路上亟待解决的问题。
现有技术中常通过改性固态电解质的方式来拓宽固态电池的使用温度范围，如CN109390632A、CN108183257A和CN110534798A等。但是，仅仅改性固态电解质，得到的固态电池安全性能较差。
因此，本领域需要开发一种具有较宽的使用温度区间的固态电池，且安全性能和电化学性能优异。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种固态电池、其制备方法和用途。本发明所述固态电池具有较宽的使用温度区间，且解决了系统成组效率容量≥50Ah，尤其是≥100Ah的刀片电池的安全性问题。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种固态电池，所述固态电池包括正极、负极和固态电解质；所述正极中的正极活性物质包括LiFePO4，所述负极包括负极活性物质和氧化物固态电解质。
本发明所述固态电池中的正极活性物质选择LiFePO4，可以有效地提升固态电池的高温特性，负极中含有分散的氧化物固态电解质，可以避免负极活性材料与电解液的直接接触，降低副反应的发生，提高SEI膜的稳定性，从而提高电池的循环性能。本发明中正极和负极相互配合，使得到的固态电池具有优异的电化学性能同时，也具有优异的安全性能。
本发明所述固态电池具有较宽的温度使用区间，且解决了系统成组效率容量≥50Ah，尤其是≥100Ah的刀片电池的安全性问题。
图1是本发明提供的固态电池结构示意图，其中a-负极活性物质、b-氧化物固态电解质、c-固态电解质、d-正极活性物质。
优选地，所述氧化物固态电解质分散于所述负极的活性材料层中。
优选地，所述氧化物固态电解质的质量占负极活性物质质量的0.1％～10％，例如0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％或9.5％等，优选为1～5％。
本发明所述氧化物固态电解质的质量占负极活性物质质量的0.1％～10％，氧化物固态电解质的含量过多，降低活性物质比例，导致负极充放电容量降低，影响电池电化学性能；氧化物固态电解质的含量过少，对高温下循环提升较小；在选择氧化物固态电解质的质量占负极活性物质质量的1％～5％时，可以达到最优的技术效果。
优选地，所述氧化物固态电解质的颗粒粒径为D50＝0.1～3μm，例如0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或3μm等，优选为D50＝0.5～2μm。
本发明所述氧化物固态电解质的粒径为0.1～10μm，粒径过大，对负极循环稳定性提升过小；粒径过小，容易导致固态电解质的团聚，阻碍离子和电子传输；所述氧化物固态电解质的粒径为D50＝0.5～2μm时，可以达到最优的技术效果。
优选地，所述氧化物固态电解质包括NASICON结构材料、钙钛矿结构材料、反钙钛矿结构材料、LISICON结构和石榴石结构材料中的任意一种或多种。
优选地，所述NASICON结构材料包括Li1+aAlaGe2-a(PO4)3或其同晶型异原子掺杂化合物、Li1+bAlbTi2-b(PO4)3或其同晶型异原子掺杂化合物中的任意一种或多种，所述0<a≤0.75(例如0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65或0.7等)，所述0<b≤0.5(例如0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4或0.45等)。
优选地，所述钙钛矿结构材料包括LicLa2/3-cTiO3或其同晶型异原子掺杂化合物、Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3或其同晶型异原子掺杂化合物、Li2x-ySr1-xTayZr1-yO3或其同晶型异原子掺杂化合物中的任意一种或多种，所述0.06≤c≤0.14(例如0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12或0.13等)，所述0.25≤y≤1(例如0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9或0.95等)，x＝0.75y。
优选地，所述反钙钛矿结构材料包括Li3-2zMzHalO、Li3OCl或其同晶型异原子掺杂化合物中的任意一种或多种，所述0≤z≤0.01(例如0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008或0.009)，Hal为元素Cl或I。
优选地，所述LISICON结构材料包括Li4-dSi1-dPdO4或其同晶型异原子掺杂化合物、Li14ZnGe4O16或其同晶型异原子掺杂化合物中的任意一种或多种，所述0.5≤d≤0.6，例如0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58或0.59等。
优选地，所述石榴石结构材料包括Li7-eLa3Zr2-eO12或其同晶型异原子掺杂化合物所述0≤e≤1，例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等。
优选地，所述负极活性物质包括石墨、SiO/C、软碳、硬碳、中间相碳微球和复合金属锂中的一种或多种。
优选地，所述固态电池为半固态电池或全固态电池。
优选地，所述固态电池中，负极的面容量≥4mAh/cm2，例如5mAh/cm2、6mAh/cm2、7mAh/cm2、8mAh/cm2、10mAh/cm2、15mAh/cm2或20mAh/cm2等。
优选地，所述固态电解质包括聚合物固态电解质、氧化物固态电解质和硫化物固态电解质中的一种或多种。
本发明的目的之二在于提供一种如目的之一所述固态电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将负极活性材料、氧化物固态电解质、胶液1和导电剂混合，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆到负极集流体上，得到负极；
(2)将LiFePO4、胶液2和导电剂混合，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆到正极集流体上，得到正极；
(3)将所述负极、正极和固态电解质组装成固态电池。
优选地，步骤(1)所述负极浆料的制备过程包括：
(I)将负极活性材料与氧化物固态电解质预混，得到预混物料；
(II)将所述预混物料与胶液1混合，得到浆料；
(III)将所述浆料与导电剂混合，得到负极浆料。
通过将负极活性材料与电解质提前预混，使得活性材料与电解质能够充分混合，避免在浆料中存在的分散不均匀，影响电性能的问题。
优选地，步骤(I)所述预混的时间为0.5～4h(例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h或3.5h等)，优选为1～2h。
优选地，所述预混为搅拌分散。
优选地，所述搅拌分散的公转转速≥20rpm(例如30rpm、40rpm、50rpm、60rpm、80rpm、90rpm、100rpm或120rpm等)，优选为30～90rpm。
优选地，所述搅拌分散的自转转速≥200rpm(例如300rpm、500rpm、800rpm、1000rpm、1200rpm、1500rpm、1800rpm、2000rpm、2500rpm或3000rpm等)，优选为500～2000rpm。
本发明的目的之三在于提供一种在0～85℃温度区间使用的固态电池，所述固态电池为目的之一所述的固态电池。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明所述固态电池中的正极活性物质选择LiFePO4，可以有效地提升固态电池的高温特性，负极中含有分散的氧化物固态电解质，可以提升固态电池高温下的安全性。本发明中正极和负极相互配合，使得到的固态电池具有优异的电化学性能同时，也具有优异的安全性能。
本发明所述固态电池具有较宽的温度使用区间，且解决了系统成组效率容量≥50Ah，尤其是≥100Ah的刀片电池的安全性问题。
附图说明
图1是本发明提供的固态电池结构示意图，其中a-负极活性物质、b-氧化物固态电解质、c-固态电解质、d-正极活性物质；
图2是本发明具体实施例1提供的固态电池在0℃测试温度下的循环曲线；
图3是本发明具体实施例1提供的固态电池在85℃测试温度下的循环曲线。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。本发明实施例中EO/Li代表PEO基聚合物中氧化乙烯单元与锂盐中锂离子的摩尔比。
实施例1
(1)电解质制备：称取LiTFSI和PVDF(EO/Li＝15)，称取质量溶解于乙腈中，超声分散15min后，加入20％LLZO，磁力搅拌12h，再水浴强力搅拌24h后得到透明粘稠溶液，静置1h待溶液中气泡完全消失，将该溶液滴加在聚四氟乙烯板；采用自动涂膜机将溶液涂敷在聚四氟乙烯板上，放入40℃烘箱中12h蒸发溶剂，再转入50℃真空干燥箱12h除去残留溶剂，得到固态电解质膜；
(2)负极制作：按质量比石墨：LLZO＝99.7:0.3称量，LLZO电解质颗粒粒径为D50＝500nm，将石墨与LLZO颗粒提前预混0.5h；转速设为公转40rpm，自转500rpm；
按照预混粉料：粘接剂(SBR)：导电剂(SWCNT)为95:2:3的质量比称量，然后向预混的物料中加入胶液(SBR+水)，混合均匀后加入导电剂(SWCNT)，制成负极浆料，然后涂布在铜箔上并烘干后进行辊压、制片，制成负极极片；
(3)固态电池制作：将得到的4mAh/cm2的负极片与LiFePO4正极片进行匹配，再与步骤(1)得到的固态电解质膜进行组装、焊接、hi-pot测试、包装后进行烘烤注液后进行封装、化成、分容工序，制成5Ah级电池进行测试。
图2是本实施例提供的固态电池在0℃测试温度下的循环曲线；图3是本实施例提供的固态电池在85℃测试温度下的循环曲线。通过图2-3可以看出，本实施例得到的固态电池高低温性能优异，且使用温度范围宽。
实施例2
(1)电解质制备：称取LLZO粉末，量取5％PVB不停研磨，直到溶剂挥发，将粉末在10MPa下保压5min，得到将压好的薄片放入Al2O3坩埚中，不加盖放入到马弗炉中，在550℃下保温2h将PVB排除，升温速度为1℃/min；在Al2O3坩埚中倒入相同组分LLZO粉体，将排胶后的LLZO埋入粉末中，覆盖在原粉末中，在马弗炉中900℃煅烧5h，将烧结完成的陶瓷片抛光，放入无水乙醇溶液中，将锥形瓶超声30min，再放入烘箱中干燥，得到LLZO氧化物电解质片；
(2)负极制作：按质量比石墨：LLZO＝99.7:0.3称量，LLZO电解质颗粒粒径为D50＝500nm，将石墨与LLZO颗粒提前预混0.5h；转速设为公转40rpm，自转500rpm；
按照预混粉料：粘接剂(SBR)：导电剂(SWCNT)为95:2:3的质量比称量，然后向预混的物料中加入胶液(SBR+水)，混合均匀后加入导电剂(SWCNT)，制成负极浆料，然后涂布在铜箔上并烘干后进行辊压、制片，制成负极极片；
(3)固态电池制作：将得到的4mAh/cm2的负极片与LiFePO4正极片进行匹配，再与步骤(1)得到的固态电解质膜进行组装、焊接、hi-pot测试、包装后进行烘烤注液后进行封装、化成、分容工序，制成5Ah级电池进行测试。
实施例3
(1)电解质制备：称取LiTFSI和PVDF(EO/Li＝15)，称取质量溶解于乙腈中，超声分散15min后，磁力搅拌12h，再水浴强力搅拌24h后得到透明粘稠溶液，静置1h待溶液中气泡完全消失，将该溶液滴加在聚四氟乙烯板；采用自动涂膜机将溶液涂敷在聚四氟乙烯板上，放入40℃烘箱中12h蒸发溶剂，再转入50℃真空干燥箱12h除去残留溶剂，得到固态电解质膜；
(2)负极制作：按质量比SiO/C：LATP＝99.7:0.3称量，LATP电解质颗粒粒径为D50＝500nm，将SiO/C与LATP颗粒提前预混0.5h；转速设为公转40rpm，自转500rpm；
按照预混粉料：粘接剂(SBR)：导电剂(SWCNT)为95:2:3的质量比称量，然后向预混的物料中加入胶液(SBR+水)，混合均匀后加入导电剂(SWCNT)，制成负极浆料，然后涂布在铜箔上并烘干后进行辊压、制片，制成负极极片；
(3)固态电池制作：将得到的4mAh/cm2的负极片与LiFePO4正极片进行匹配，再与步骤(1)得到的固态电解质膜进行组装、焊接、hi-pot测试、包装后进行烘烤注液后进行封装、化成、分容工序，制成5Ah级电池进行测试。
实施例4
(1)电解质制备：称取LiTFSI和PVDF(EO/Li＝15)，称取质量溶解于乙腈中，超声分散15min后，磁力搅拌12h，再水浴强力搅拌24h后得到透明粘稠溶液，静置1h待溶液中气泡完全消失，将该溶液滴加在聚四氟乙烯板；采用自动涂膜机将溶液涂敷在聚四氟乙烯板上，放入40℃烘箱中12h蒸发溶剂，再转入50℃真空干燥箱12h除去残留溶剂，得到固态电解质膜；
(2)负极制作：按质量比石墨：LLZO＝99.7:0.3称量，LLZO电解质颗粒粒径为D50＝850nm，将石墨与LLZO颗粒提前预混0.5h；转速设为公转40rpm，自转500rpm；
按照预混粉料：粘接剂(SBR)：导电剂(CNT)为95:2:3的质量比称量，然后向预混的物料中加入胶液(SBR+水)，混合均匀后加入导电剂(CNT)，制成负极浆料，然后涂布在铜箔上并烘干后进行辊压、制片，制成负极极片；
(3)固态电池制作：将得到的4mAh/cm2的负极片与LiFePO4正极片进行匹配，再与步骤(1)得到的固态电解质膜进行组装、焊接、hi-pot测试、包装后进行烘烤注液后进行封装、化成、分容工序，制成5Ah级电池进行测试。
实施例5
(1)电解质制备：称取一定量的LiTFSI和PVDF(EO/Li＝15)，称取质量溶解于乙腈中，超声分散15min后，磁力搅拌12h，再水浴强力搅拌24h后得到透明粘稠溶液，静置1h待溶液中气泡完全消失，将该溶液滴加在聚四氟乙烯板；采用自动涂膜机将溶液涂敷在聚四氟乙烯板上，放入40℃烘箱中12h蒸发溶剂，再转入50℃真空干燥箱12h除去残留溶剂，得到固态电解质膜；
(2)负极制作：按质量比石墨：LLZO＝99.3:0.7称量，LLZO电解质颗粒粒径为D50＝500nm，将石墨与LLZO颗粒提前预混0.5h；转速设为公转40rpm，自转500rpm；
按照预混粉料：粘接剂(SBR)：导电剂(CNT)为95:2:3的质量比称量，然后向预混的物料中加入胶液(SBR+水)，混合均匀后加入导电剂(CNT)，制成负极浆料，然后涂布在铜箔上并烘干后进行辊压、制片，制成负极极片；
(3)固态电池制作：将得到的4mAh/cm2的负极片与LiFePO4正极片进行匹配，再与步骤(1)得到的固态电解质膜进行组装、焊接、hi-pot测试、包装后进行烘烤注液后进行封装、化成、分容工序，制成5Ah级电池进行测试。
实施例6
(1)电解质制备：称取一定量的LiTFSI和PVDF(EO/Li＝15)，称取质量溶解于乙腈中，超声分散15min后，磁力搅拌12h，再水浴强力搅拌24h后得到透明粘稠溶液，静置1h待溶液中气泡完全消失，将该溶液滴加在聚四氟乙烯板；采用自动涂膜机将溶液涂敷在聚四氟乙烯板上，放入40℃烘箱中12h蒸发溶剂，再转入50℃真空干燥箱12h除去残留溶剂，得到固态电解质膜；
(2)负极制作：按质量比石墨：LLZO＝99.7:0.3称量，LLZO电解质颗粒粒径为D50＝500nm，将石墨与LLZO颗粒提前预混0.5h；转速设为公转40rpm，自转500rpm；
按照预混粉料：粘接剂(SBR)：导电剂(SWCNT)为95:2:3的质量比称量，然后向预混的物料中加入胶液(SBR+水)，混合均匀后加入导电剂(SWCNT)，制成负极浆料，然后涂布在铜箔上并烘干后进行辊压、制片，制成负极极片；
(3)固态电池制作：将得到的5mAh/cm2的负极片与LiFePO4正极片进行匹配，再与电解质进行组装、焊接、hi-pot测试、包装后进行烘烤注液后进行封装、化成、分容工序，制成5Ah级电池进行测试。
实施例7
与实施例1的区别在于，改变LLZO的添加量，使得LLZO的质量为负极活性物质(石墨)质量的0.1％。
实施例8
与实施例1的区别在于，改变LLZO的添加量，使得LLZO的质量为负极活性物质(石墨)质量的1％。
实施例9
与实施例1的区别在于，改变LLZO的添加量，使得LLZO的质量为负极活性物质(石墨)质量的5％。
实施例10
与实施例1的区别在于，改变LLZO的添加量，使得LLZO的质量为负极活性物质(石墨)质量的10％。
实施例11
与实施例1的区别在于，改变LLZO的添加量，使得LLZO的质量为负极活性物质(石墨)质量的0.05％。
实施例12
与实施例1的区别在于，改变LLZO的添加量，使得LLZO的质量为负极活性物质(石墨)质量的12％。
实施例13
与实施例1的区别在于，所述LLZO电解质颗粒粒径为D50＝0.1μm。
实施例14
与实施例1的区别在于，所述LLZO电解质颗粒粒径为D50＝2μm。
实施例15
与实施例1的区别在于，所述LLZO电解质颗粒粒径为D50＝10μm。
实施例16
与实施例1的区别在于，所述LLZO电解质颗粒粒径为D50＝0.05μm。
实施例17
与实施例1的区别在于，所述LLZO电解质颗粒粒径为D50＝12μm。
实施例18
与实施例1的区别在于，步骤(2)所述负极制作过程中，不进行石墨与LLZO颗粒提前预混的过程，直接将石墨、LLZO颗粒和胶液混合。
对比例1
与实施例1的区别在于，步骤(2)所述负极制作过程中，不添加LLZO。
性能测试：
将各实施例和对比例得到的固态电池进行如下性能测试：
(1)0℃能量密度：0℃环境下，将得到的固态电池在充放电测试仪上，进行0.1C充放电，电压范围2.5～3.6V，通过测试结果计算电池能量密度；
(2)0℃循环性能测试：0℃环境下，将得到的固态电池在充放电测试仪上，进行0.1C充放电，电压范围2.5～3.6V，记录循环400周的容量保持率；
(3)85℃能量密度：85℃环境下，将得到的固态电池在充放电测试仪上，进行0.1C充放电，电压范围2.5～3.6V，通过测试结果计算电池能量密度；
(4)85℃循环性能测试：85℃环境下，将得到的固态电池在充放电测试仪上，进行0.1C充放电，电压范围2.5～3.6V，记录循环400周的容量保持率。
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002511710430000131
通过实施例1与实施例7-12对比可知，LLZO掺杂量全固态电池性能存在影响，含量过多，降低活性物质比例，导致负极充放电容量降低，影响电池电化学性能；氧化物固态电解质的含量过少，对高温下循环提升较小。优选掺杂量范围为1～5％，掺杂量为3％性能最优。
通过实施例1与实施例13-17对比可知，LLZO粒径对电池性能存在影响，粒径过大，影响负极活性物质的锂离子传输通道，从而影响电池性能；粒径过小，容易导致固态电解质的团聚。优选LLZO粒径范围为D50＝0.5～2μm，颗粒粒径为D50＝0.5μm性能最优。
通过实施例1与实施例18对比可知，提前将石墨与LLZO进行混合，有利于负极活性物质与固态电解质混合，避免固态电解质在浆料中分散不均匀的问题。
通过实施例1与对比例1对比可知，负极添加LLZO能够有效提高固态电池在0℃及85℃下的电池充放电性能及循环性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种固态电池，其特征在于，所述固态电池包括正极、负极和固态电解质；所述正极中的正极活性物质包括LiFePO4，所述负极包括负极活性物质和氧化物固态电解质。
2.如权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述氧化物固态电解质分散于所述负极的活性材料层中；
优选地，所述氧化物固态电解质的质量占负极活性物质质量的0.1％～10％，优选1～5％；
优选地，所述氧化物固态电解质的颗粒粒径为D50＝0.1～3μm，优选为D50＝0.5～2μm。
3.如权利要求1或2所述的固态电池，其特征在于，所述氧化物固态电解质包括NASICON结构材料、钙钛矿结构材料、反钙钛矿结构材料、LISICON结构和石榴石结构材料中的任意一种或多种；
优选地，所述NASICON结构材料包括Li1+aAlaGe2-a(PO4)3或其同晶型异原子掺杂化合物、Li1+bAlbTi2-b(PO4)3或其同晶型异原子掺杂化合物中的任意一种或多种，所述0<a≤0.75，所述0<b≤0.5；
优选地，所述钙钛矿结构材料包括LicLa2/3-cTiO3或其同晶型异原子掺杂化合物、Li3/ 8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3或其同晶型异原子掺杂化合物、Li2x-ySr1-xTayZr1-yO3或其同晶型异原子掺杂化合物中的任意一种或多种，所述0.06≤c≤0.14，所述0.25≤y≤1，x＝0.75y；
优选地，所述反钙钛矿结构材料包括Li3-2zMzHalO、Li3OCl或其同晶型异原子掺杂化合物中的任意一种或多种，所述0≤z≤0.01，Hal为元素Cl或I；
优选地，所述LISICON结构材料包括Li4-dSi1-dPdO4或其同晶型异原子掺杂化合物、Li14ZnGe4O16或其同晶型异原子掺杂化合物中的任意一种或多种，所述0.5≤d≤0.6；
优选地，所述石榴石结构材料包括Li7-eLa3Zr2-eO12或其同晶型异原子掺杂化合物所述0≤e≤1。
4.如权利要求1-3之一所述的固态电池，其特征在于，所述负极活性物质包括石墨、SiO/C、软碳、硬碳、中间相碳微球和复合金属锂中的一种或多种。
5.如权利要求1-4之一所述的固态电池，其特征在于，所述固态电池为半固态电池或全固态电池。
优选地，所述固态电池中，负极的面容量≥4mAh/cm2。
6.如权利要求1-5之一所述的固态电池，其特征在于，所述固态电解质包括聚合物固态电解质、氧化物固态电解质和硫化物固态电解质中的一种或多种。
7.一种如权利要求1-6之一所述固态电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将负极活性材料、氧化物固态电解质、胶液1和导电剂混合，得到负极浆料，将所述负极浆料涂覆到负极集流体上，得到负极；
(2)将LiFePO4、胶液2和导电剂混合，得到正极浆料，将所述正极浆料涂覆到正极集流体上，经干燥、压实，得到正极；
(3)将所述负极、正极和固态电解质组装成固态电池。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述负极浆料的制备过程包括：
(I)将负极活性材料与氧化物固态电解质预混，得到预混物料；
(II)将所述预混物料与胶液1混合，得到浆料；
(III)将所述浆料与导电剂混合，得到负极浆料。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤(I)所述预混的时间为0.5～4h，优选为1～2h；
优选地，所述预混为搅拌分散；
优选地，所述搅拌分散的公转转速≥20rpm，优选为30～90rpm；
优选地，所述搅拌分散的自转转速≥200rpm，优选为500～2000rpm。
10.一种在0～85℃温度区间使用的固态电池，其特征在于，所述固态电池为权利要求1-6之一所述固态电池。
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