CN116387606A - 全固态电池极片及其制备方法、全固态电池和涉电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种全固态电池极片及其制备方法、全固态电池和涉电设备，涉及锂离子电池领域。全固态电池极片包括集流体、极片材料层以及设置在极片材料层表面的电解质膜层；极片材料层和电解质膜层制备过程中使用的粘结剂和溶剂均不相同，且所用的两种粘结剂均仅能溶解在所用的两种溶剂中的任一种中。其制备方法包括：将活性材料、硫化物固态电解质、粘结剂和溶剂混合得到极片浆料，然后将极片浆料涂覆在集流体上，干燥；将硫化物固态电解质、活性物质、粘结剂、导电剂和溶剂混合得到电解质浆料，然后将电解质浆料涂覆在极片上，干燥。该全固态电池极片，极片和电解质膜两个固‑固界面的阻抗低。
Description
技术领域
本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种全固态电池极片及其制备方法、全固态电池和涉电设备。
背景技术
随着锂离子电池的快速发展，其被广泛应用于各个领域，尤其是新能源汽车。伴随新能源汽车的销量飞速增长，动力电池的需求量日益增长。但根据目前新能源电动汽车的使用情况，出现了两大焦虑现象 ：续航里程和使用安全性。由于液态电池不可避免的会使用易燃、易泄露的有机电解液，因此以固态电解质膜代替液态电池中的隔膜和电解液的全固态电池受到广泛关注。目前全固态电池主要有硫化物全固态、氧化物全固态和聚合物全固态，其中硫化物全固态电池因硫化物电解质高的离子电导率以及优良的加工特性脱颖而出。目前硫化物全固态的制备工艺主要分为干法和湿法，其中湿法因其与现有设备匹配度高，更具有产业化潜力。湿法工艺最大的优势在于可以制备出超薄的电解质膜，推动全固态电池发挥出它的高能量密度优势。目前全固态电池的性能发挥仍然受到一些限制，其中之一就是电解质膜和极片两个固-固面接触阻抗大。
在解决“电解质膜和极片两个固-固面接触阻抗大”这一问题的过程中，进一步引申出了新的问题——本申请通过湿法工艺直接将电解质膜浆料涂覆在正负极极片上，这种工艺不仅能降低极片和电解质膜的界面阻抗，同时还便于控制电解质膜的厚度，此外还能简化后续装配程序，是目前看来具有综合优势的工艺手段。但目前该工艺存在很大的问题：如果电解质膜和正负极电极中使用相同的粘结剂和相同的溶剂，在电极上直接涂覆电解质膜浆料时溶剂会渗透到极片层，会使得极片层中的粘结剂发生溶解或溶胀，导致极片活性物质从集流体表面脱落，严重影响活性材料的性能发挥。也有可能使极片中导电剂渗透到电解质膜中，导致电池短路。
因此，本申请提出一种能够解决上述问题的方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种全固态电池极片及其制备方法、全固态电池和涉电设备，以解决上述问题。
为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
一种全固态电池极片，包括集流体、设置在所述集流体表面的极片材料层以及设置在所述极片材料层表面的电解质膜层；
所述极片材料层和所述电解质膜层制备过程中使用的粘结剂和溶剂均不相同，且所用的两种粘结剂均仅能溶解在所用的两种溶剂中的任一种中。
优选地，所述极片材料层和所述电解质膜层中使用的粘结剂选自第一粘结剂或第二粘结剂，所述第一粘结剂包括第一共聚物，所述第二粘结剂包括乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物和乙烯丙烯酸丁酯共聚物中的一种或多种。
优选地，所述第一共聚物的分子式为（CF2CH2）m（CF2CFX）n；
其中，X为H、F、Cl、Br或I中的一种，m和n均为正整数，
。
上述第一共聚物中，包括（CF2CH2）链段和（CF2CFX）链段。对于（CF2CH2）链段内部，两个氟原子连接在同一个碳原子上，两个氢原子都连接在另外一个碳原子上。对于（CF2CFX）链段内部，其中的一个碳原子上连接了两个氟原子，另一个碳原子上连接了一个氟原子和一个X原子（X为H、F、Cl、Br或I中的一种）。
优选地，所述极片材料层和所述电解质膜层中使用的溶剂选自第一溶剂或第二溶剂，所述第一溶剂包括乙酸丁酯、丁酸丁酯、异丁酸异丁酯、乙酸丙酯、乙酸苄酯和甲基异丁基酮中的一种或多种，所述第二溶剂包括甲苯和/或二甲苯。
优选地，所述全固态电池极片包括正极极片和负极极片，所述正极极片的极片材料层中包括正极活性物质，所述负极极片的极片材料层中包括负极活性物质。
本申请还提供一种所述的全固态电池极片的制备方法，包括：
将所述极片材料层的活性材料、硫化物固态电解质、粘结剂、导电剂和溶剂混合得到极片浆料，然后将所述极片浆料涂覆在集流体上，干燥得到极片；
将所述电解质膜层的硫化物固态电解质、粘结剂和溶剂混合得到电解质浆料，然后将所述电解质浆料涂覆在所述极片上，干燥得到所述全固态电池极片。
优选地，所述极片浆料中，粘结剂的用量为所述极片浆料总质量的0.1%-10%，硫化物固态电解质与粘结剂的质量比为（0.1-10）：1，所述导电剂与粘结剂的质量比为（0.1-10）：1，所述活性材料与粘结剂的质量比为（1-100）：1，所述活性材料、粘结剂、所述导电剂、硫化物固态电解质的总质量占所述极片浆料的总质量的1%-90%。
优选地，所述电解质浆料中，粘结剂的用量为所述电解质浆料总质量的0.1%-10%，硫化物固态电解质和粘结剂的质量比为（4-100）：1。
本申请还提供一种全固态电池，包括所述的全固态电池极片。
本申请还提供一种涉电设备，包括所述的全固态电池。
与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
本申请提供的全固态电池极片，通过在极片材料层表面设置电解质膜层，降低极片和电解质膜两个固-固界面的阻抗，同时便于控制电解质膜的厚度，制备出超薄的电解质膜层，充分发挥全固态电池高能量密度的优势；通过选择极片材料层和电解质膜层中使用的粘结剂和溶剂均不相同，且所用的两种粘结剂均仅能溶解在所用的两种溶剂中的任一种中，有效防止在电解质膜涂覆过程中，导致电极中粘结剂的溶解溶胀，使电极活性物质脱落，或者使电极中导电物质渗透到电解质膜中，导致电池短路。
本申请提供的全固态电池极片的制备方法，在正极或负极表面涂覆电解质膜，简化了后续全固态的装配流程。此外，整个工艺设备与现有液态设备匹配度非常高，可大规模生产。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
图1为实施例1的半电池的充放电曲线；
图2为实施例2的半电池的充放电曲线；
图3为实施例3的半电池的充放电曲线；
图4为实施例4的半电池的充放电曲线；
图5为实施例配对组装的全电的充放电曲线。
具体实施方式
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK（K为任意数，表示倍数因子）。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
一种全固态电池极片，包括集流体、设置在所述集流体表面的极片材料层以及设置在所述极片材料层表面的电解质膜层；
所述极片材料层和所述电解质膜层中使用的粘结剂和溶剂均不相同，且所用的两种粘结剂均仅能溶解在所用的两种溶剂中的任一种中。
在一个可选的实施方式中，所述极片材料层和所述电解质膜层中使用的粘结剂选自第一粘结剂或第二粘结剂，所述第一粘结剂包括第一共聚物，所述第二粘结剂包括乙烯丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯丙烯酸乙酯共聚物（EEA）和乙烯丙烯酸丁酯共聚物（EBA）中的一种或多种。
在一个可选的实施方式中，所述第一共聚物的分子式为（CF2CH2）m（CF2CFX）n；
其中，X为H、F、Cl、Br或I中的一种，m和n均为正整数，
。
第一共聚物中（CF2CH2）和（CF2CFX）两种链段的比例对第一粘结剂的性质，尤其是溶解性影响很大，当（CF2CFX）链段含量在21%以下或者80%以上时，第一共聚物是半结晶聚合物，溶解这些半结晶聚合物需要用高极性溶剂如DMF、NMP、DMSO、丙酮来破坏第一共聚物中的结晶区域，这些高极性的溶剂与硫化物电解质不兼容，会破坏硫化物电解质的结构，导致其离子传导能力严重下降。
本申请使用的第一共聚物中，（CF2CFX）链段的比例在21%~80%之间，这种情况下第一共聚物结晶度降低，这使得第一共聚物可以溶解在中等极性对硫化物固态电解质结构和离子传导性影响较小的溶剂中，如乙酸丁酯、丁酸丁酯、异丁酸异丁酯、乙酸苄酯等，避免溶剂对硫化物固态电解质性能的恶化。而且，（CF2CFX）链段的比例在21%~80%之间时，在制得的成品中粘结剂具有更好的弹性，能够缓解出现下列现象导致导离子性能下降：电极循环过程中因体积膨胀导致内部开裂形成间隙、活性物质与集流体之间脱离、电极与电解质膜之间的固-固接触面积下降，电解质内部颗粒之间脱离接触。提升了电池的机械性能和循环性能。
此外，（CF2CFX）中的X（X为H、F、Cl、Br或I中的一种）原子比较活泼，能在一定条件下（30-120摄氏度加热条件下）跟硫化物固态电解质中硫负离子发生亲核取代反应，生成共价键，这促进了硫化物固态电解质和粘结剂之间的界面稳定，进一步提高了粘结剂的粘附性，并有利于提高硫化物固态电解质膜的离子传导率，提高全固态锂离子电池正负极的电化学性能。
可选的，所述第一共聚物中，（CF2CFX）链段占所述第一共聚物的比例可以是21%、30%、40%、50%、52%、55%、60%、70%、80%或者21%-80%之间的任一值。
在一个可选的实施方式中，所述极片材料层和所述电解质膜层中使用的溶剂选自第一溶剂或第二溶剂，所述第一溶剂包括乙酸丁酯、丁酸丁酯、异丁酸异丁酯、乙酸丙酯、乙酸苄酯和甲基异丁基酮中的一种或多种，所述第二溶剂包括甲苯和/或二甲苯。
结合上述描述，对粘结剂和溶剂的使用，可以例如是如下方式：
在电极制备过程中采用第一共聚物作为粘结剂，乙酸丁酯，丁酸丁酯，异丁酸异丁酯，乙酸丙酯，乙酸苄酯，甲基异丁基酮等作为溶剂。在电解质涂覆过程中，使用乙烯丙烯酸甲酯共聚物（EMA），乙烯丙烯酸乙酯共聚物（EEA），乙烯丙烯酸丁酯共聚物作为粘结剂（EBA），甲苯，二甲苯作为溶剂。
或者反过来：
在电极中使用乙烯丙烯酸甲酯共聚物，乙烯丙烯酸乙酯共聚物，乙烯丙烯酸丁酯共聚物作为粘结剂，甲苯，二甲苯作为溶剂，在电解质膜中使用第一共聚物作为粘结剂，乙酸丁酯，丁酸丁酯，异丁酸异丁酯，乙酸丙酯，乙酸苄酯，甲基异丁基酮等作为溶剂。
在一个可选的实施方式中，所述全固态电池极片包括正极极片和负极极片。
当活性材料采用锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等物质时，制得的产品为正极极片；当活性材料采用石墨，硅碳等物质时，制得的产品为负极极片。
本申请还提供一种所述的全固态电池极片的制备方法，包括：
将所述极片材料层的活性材料、硫化物固态电解质、粘结剂、导电剂和溶剂混合得到极片浆料，然后将所述极片浆料涂覆在集流体上，干燥得到极片；
将所述电解质膜层的硫化物固态电解质、粘结剂和溶剂混合得到电解质浆料，然后将所述电解质浆料涂覆在所述极片上，干燥得到所述全固态电池极片。
在一个可选的实施方式中，所述极片浆料中，粘结剂的用量为所述极片浆料总质量的0.1%-10%，硫化物固态电解质与粘结剂的质量比为（0.1-10）：1，所述导电剂与粘结剂的质量比为（0.1-10）：1，所述活性材料与粘结剂的质量比为（1-100）：1，所述活性材料、粘结剂、所述导电剂、硫化物固态电解质的总质量占所述极片浆料的总质量的1%-90%。
可选的，所述极片浆料中，粘结剂的用量可以为所述极片浆料总质量的0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或者0.1%-10%之间的任一值，硫化物固态电解质与粘结剂的质量比可以为0.1：1，0.5：1，1：1，2：1，3：1，4：1，5：1，6：1，7：1，8：1，9：1，10：1或者（0.1-10）：1之间的任一值，所述导电剂与粘结剂的质量比为（0.1-10）：1，所述活性材料与粘结剂的质量比可以为1：1，5：1，10：1，20：1，30：1，40：1，50：1，60：1，70：1，80：1，90：1，100：1或者（1-100）：1之间的任一值，所述活性材料、粘结剂、所述导电剂、硫化物固态电解质的总质量占所述极片浆料的总质量的比例可以为1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或者1%-90%之间的任一值。
在一个可选的实施方式中，所述电解质浆料中，粘结剂的用量为所述电解质浆料总质量的0.1%-10%，硫化物固态电解质和粘结剂的质量比为（4-100）：1。
可选的，所述电解质浆料中，粘结剂的用量可以为所述电解质浆料总质量的0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或者0.1%-10%之间的任一值，硫化物固态电解质和粘结剂的质量比可以为4：1，10：1，20：1，30：1，40：1，50：1，60：1，70：1，80：1，90：1，100：1或者（4-100）：1之间的任一值。
本申请还提供一种全固态电池，包括所述的全固态电池极片。
此处所指的“包括”是指全固态电池中的正极和/或负极为本申请所提供的全固态电池极片。
本申请还提供一种涉电设备，包括所述的全固态电池。
本申请所指的涉电设备，包括储电设备、以电为能量驱动的设备等直接或间接与本申请提供的全固态电池相关的设备，例如电动车、充电宝、储能系统等。
下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种全固态电池正极极片，其制备方法如下：
称量2.94g正极活性材料NCM811、0.84g 硫化物电解质LPSC651、0.21g第一共聚物（（CF2CFX）链段占所述第一共聚物的25%，其中X为F）、0.21g导电剂VGCF，加入溶剂异丁酸异丁酯3.78g；然后在摆震球磨机以1000rpm的转速混浆60min，然后用250um的SQZ四面制备器将其涂覆在铝箔上，50℃干燥12h，得到正极-1。
将乙烯丙烯酸甲酯共聚物（杜邦ELVALOY1218AC）称取0.2g加入3.8g二甲苯中，45℃加热搅拌6h得到胶液，然后取0.5g胶液加入0.5g硫化物固态电解质Li6PS5Cl，分散均匀，得到电解质浆料，然后将电解质浆料涂覆在正极-1上，加热干燥，得到正极和电解质一体的膜，即为全固态电池正极极片。
可以用于后续全电池的组装。
实施例2
本实施例提供一种全固态电池负极极片，其制备方法如下：
称量2.94g负极活性材料Si/C450（购自贝特瑞新材料集团股份有限公司）、0.84g硫化物电解质LPSC651、0.21g第一共聚物（（CF2CFX）链段占第一共聚物的80%，其中X为H）、0.21g导电剂VGCF，加入溶剂异丁酸异丁酯3.78g；然后在摆震球磨机以1000rpm的转速混浆60min，然后用250um的SQZ四面制备器将其涂覆在铝箔上，50℃干燥12h，得到负极-1。
将乙烯丙烯酸乙酯共聚物（杜邦Elvaloy2112AC）称取0.2g加入3.8g二甲苯中，45℃加热搅拌6h得到胶液，然后取0.5g胶液加入0.5g硫化物固态电解质Li6PS5Cl，分散均匀，得到电解质浆料，然后将电解质浆料涂覆在负极-1上，加热干燥，得到负极和电解质一体的膜，即为全固态电池负极极片。
可以用于后续全电池的组装。
实施例3
同实施例1，但是正极采用乙烯丙烯酸丁酯（Elvaloy3217AC）共聚物作为粘结剂，二甲苯作为溶剂。电解质浆料中采用第一共聚物（（CF2CFX）链段占所述第一共聚物的21%，其中X为Cl）作为粘结剂，异丁酸异丁酯作为溶剂。
实施例4
同实施例2，但是负极采用乙烯丙烯酸甲酯共聚物作为粘结剂，二甲苯作为溶剂。电解质浆料中采用第一共聚物（（CF2CFX）链段占所述第一共聚物的21%，其中X为Br）作为粘结剂，异丁酸异丁酯作为溶剂。
实施例5
本实施例提供一种全固态电池，其制备方法如下：
全电池组装过程中是可以将实施例1-4中一体化的正极电解质和一体化的负极极片电解质在压力下压制在一起，可以在一体化的正极电解质上压制涂在集流体上的负极，或者在一体化的负极电解质上压制涂在集流体上的正极。
对比例1
称量2.94g正极活性材料NCM811、0.84g 硫化物电解质LPSC651、0.21g第一共聚物（（CF2CFX）链段占所述第一共聚物的90%，其中X为F）、0.21g导电剂VGCF，加入溶剂异丁酸异丁酯3.78g；然后在摆震球磨机以1000rpm的转速混浆60min，然后用250um的SQZ四面制备器将其涂覆在铝箔上，50℃干燥12h，得到正极-2。
将乙烯丙烯酸甲酯共聚物称取0.2g加入3.8g二甲苯中，45℃加热搅拌6h得到胶液，然后取0.5g胶液加入0.5g硫化物固态电解质Li6PS5Cl，分散均匀，得到电解质浆料，然后将电解质浆料涂覆在正极-2上，加热干燥，得到正极和电解质一体的膜，即为全固态电池正极极片。
对比例1制得复合电极在测试过程中由于在涂覆电解质膜时，电极的导电炭溶出，发生短路。
对比例2
称量2.94g负极活性材料Si/C450（购自贝特瑞新材料集团股份有限公司）、0.84g硫化物电解质LPSC651、0.21g粘结剂乙烯丙烯酸甲酯、0.21g导电剂VGCF，加入溶剂二甲苯3.78g；然后在摆震球磨机以1000rpm的转速混浆60min，然后用250um的SQZ四面制备器将其涂覆在铝箔上，50℃干燥12h，得到负极-2。
将乙烯丙烯酸甲酯共聚物称取0.2g加入3.8g二甲苯中，45℃加热搅拌6h得到胶液，然后取0.5g胶液加入0.5g硫化物固态电解质Li6PS5Cl，分散均匀，得到电解质浆料，然后将电解质浆料涂覆在负极-2上，加热干燥，得到负极和电解质一体的膜，即为全固态电池负极极片。
对比例2所制备的复合电极在测试过程中由于在涂覆电解质膜时，电极的导电炭溶出，发生短路。
对比例3
称量2.94g正极活性材料NCM811、0.84g硫化物电解质LPSC651、0.21g第一共聚物（（CF2CFX）链段占所述第一共聚物的10%，其中X为F）、0.21g导电剂VGCF，加入溶剂异丁酸异丁酯3.78g；然后在摆震球磨机以1000rpm的转速混浆60min，然后用250um的SQZ四面制备器将其涂覆在铝箔上，50℃干燥12h，得到正极-3。
将乙烯丙烯酸乙酯共聚物称取0.2g加入3.8g二甲苯中，45℃加热搅拌6h得到胶液，然后取0.5g胶液加入0.5g硫化物固态电解质Li6PS5Cl，分散均匀，得到电解质浆料，然后将电解质浆料涂覆在正极-3上，加热干燥，得到正极和电解质一体的膜，即为全固态电池正极极片。
对比例3制得复合电极由于第一共聚物无法溶于异丁酸异丁酯，电极和集流体之间作用力较小，电极从集流体脱落。
对比例4
称量2.94g 正极活性材料NCM811、0.84g硫化物电解质LPSC651、0.21g第一共聚物（（CF2CFX）链段占所述第一共聚物的10%，其中X为F）、0.21g导电剂VGCF，加入溶剂乙酸乙酯3.78g；然后在摆震球磨机以1000rpm的转速混浆60min，然后用250um的SQZ四面制备器将其涂覆在铝箔上，50℃干燥12h，得到正极-4。
将乙烯丙烯酸乙酯共聚物称取0.2g加入3.8g二甲苯中，45℃加热搅拌6h得到胶液，然后取0.5g胶液加入0.5g硫化物固态电解质Li6PS5Cl，分散均匀，得到电解质浆料，然后将电解质浆料涂覆在正极-4上，加热干燥，得到正极和电解质一体的膜，即为全固态电池正极极片。
对比例4制得复合电极由于乙酸乙酯对硫化物固态电解质的结构破坏，电极的容量很小，只有40mAh·g-1。
对比例5
称量2.94g负极活性材料Si/C450（购自贝特瑞新材料集团股份有限公司）、0.84g硫化物电解质LPSC651、0.21g粘结剂丁苯橡胶、0.21g导电剂VGCF，加入溶剂二甲苯3.78g；然后在摆震球磨机以1000rpm的转速混浆60min，然后用250um的SQZ四面制备器将其涂覆在铝箔上，50℃干燥12h，得到负极-4。
将乙烯丙烯酸乙酯共聚物称取0.2g加入3.8g甲苯中，45℃加热搅拌6h得到胶液，然后取0.5g胶液加入0.5g硫化物固态电解质Li6PS5Cl，分散均匀，得到电解质浆料，然后将电解质浆料涂覆在负极-4上，加热干燥，得到负极和电解质一体的膜，即为全固态电池负极极片。
由于涂覆电解质膜的过程中，负极极片中的丁苯橡胶被电解质浆料中的甲苯溶胀，导致电解质膜干燥过程中，负极从集流体脱落。
图1为实施例1的半电池的充放电曲线，图2为实施例2的半电池的充放电曲线，图3为实施例3的半电池的充放电曲线，图4为实施例4的半电池的充放电曲线；图5为实施例配对组装的全电的充放电曲线。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种全固态电池极片，其特征在于，包括集流体、设置在所述集流体表面的极片材料层以及设置在所述极片材料层表面的电解质膜层；
所述极片材料层和所述电解质膜层制备过程中使用的粘结剂和溶剂均不相同，且所用的两种粘结剂均仅能溶解在所用的两种溶剂中的任一种中。
2.根据权利要求1所述的全固态电池极片，其特征在于，所述极片材料层和所述电解质膜层中使用的粘结剂选自第一粘结剂或第二粘结剂，所述第一粘结剂包括第一共聚物，所述第一共聚物的分子式为（CF2CH2）m（CF2CFX）n；其中，X为H、F、Cl、Br或I中的一种，m和n均为正整数；所述第二粘结剂包括乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物和乙烯丙烯酸丁酯共聚物中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的全固态电池极片，其特征在于，m和n满足以下关系：
4.根据权利要求1所述的全固态电池极片，其特征在于，所述极片材料层和所述电解质膜层中使用的溶剂选自第一溶剂或第二溶剂，所述第一溶剂包括乙酸丁酯、丁酸丁酯、异丁酸异丁酯、乙酸丙酯、乙酸苄酯和甲基异丁基酮中的一种或多种，所述第二溶剂包括甲苯和/或二甲苯。
5.根据权利要求1-4任一项所述的全固态电池极片，其特征在于，所述全固态电池极片包括正极极片和负极极片，所述正极极片的极片材料层中包括正极活性物质，所述负极极片的极片材料层中包括负极活性物质。
6.一种权利要求1-4任一项所述的全固态电池极片的制备方法，其特征在于，包括：
将所述极片材料层的活性材料、硫化物固态电解质、粘结剂、导电剂和溶剂混合得到极片浆料，然后将所述极片浆料涂覆在集流体上，干燥得到极片；
将所述电解质膜层的硫化物固态电解质、粘结剂和溶剂混合得到电解质浆料，然后将所述电解质浆料涂覆在所述极片上，干燥得到所述全固态电池极片。
7.根据权利要求6所述的全固态电池极片的制备方法，其特征在于，所述极片浆料中，粘结剂的用量为所述极片浆料总质量的0.1%-10%，硫化物固态电解质与粘结剂的质量比为（0.1-10）：1，所述导电剂与粘结剂的质量比为（0.1-10）：1，所述活性材料与粘结剂的质量比为（1-100）：1，所述活性材料、粘结剂、所述导电剂、硫化物固态电解质的总质量占所述极片浆料的总质量的1%-90%。
8.根据权利要求6或7所述的全固态电池极片的制备方法，其特征在于，所述电解质浆料中，粘结剂的用量为所述电解质浆料总质量的0.1%-10%，硫化物固态电解质和粘结剂的质量比为（4-100）：1。
9.一种全固态电池，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的全固态电池极片。
10.一种涉电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的全固态电池。
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