定性。
【附图说明】
[0026]图1是本申请实施例中正极活性物质材料的X射线衍射图谱；
[0027]图2是本申请实施例中正极活性物质材料的透射电子显微镜图谱；
[0028]图3是本申请实施例中正极活性物质材料的扫描电子显微镜图谱；
[0029]图4是本申请实施例中正极活性物质材料的拉曼图谱；
[0030]图5是本申请实施例中聚合物固体电解质制成薄膜后的扫描电子显微镜图谱；
[0031]图6是本申请实施例中聚合物固体电解质制成薄膜后的电导率随温度变化图谱；
[0032]图7是本申请实施例中聚合物固体电解质制成薄膜后的热重/差热分析图谱；
[0033]图8是本申请实施例中组装后高温高性能固态电池的在100°C、不同倍率下100次循环测试结果图。
[0034]图9是本申请实施例中组装后高温高性能固态电池的在100°C下的倍率性能图。
[0035]图10是本申请实施例中组装后高温高性能固态电池的在100°C下的循环伏安图。
[0036]图11是本申请实施例中组装后高温高性能固态电池的在100°C下的交流阻抗图。
【具体实施方式】
[0037]本申请在现有的全固态电池的基础上进行改进，针对正极片、固体电解质和负极片进行整体优化，特别是对正极片中的各组分，以及固体电解质的组分进行优化改进，从而制备出电子导电率性能好、倍率性能高，且高温稳定性强的硅酸亚铁锂全固态电池。
[0038]本申请的关键在于正极片和固体电解质的优化，可以理解，本申请所采用的材料都是已有的材料，但是，进行特别处理并按照本申请的方案组合后，对电池的整体性能，特别是电子导电性能、倍率性能和高温稳定性等有所改进。本申请首次在固体锂离子电池中采用通式为Li2MS14的复合硅酸盐，利用其离子导电率和电子导电率随温度变化明显的特性，将其作为正极材料，纳米填料优化后的PEO等作为电解质来制作高温固体电池。并且，在本申请的一种实现方式中，采用高温低倍率预活化处理，使得聚合物固体电解质与正极颗粒充分接触。利用固体电解质粘结能力，将部分固体电解质添加在正极材料中，并结合了PEO基固体电解质的高温稳定性，得到了优越的电池性能。
[0039]下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
[0040]实施例一
[0041]正极活性物质-碳包覆纳米级硅酸亚铁锂的制备:
[0042]a.取0.01摩尔的九水合硝酸铁溶解在30毫升的去离子水中，取0.02摩尔的醋酸锂溶解在30毫升的去离子水中，将两者混合于烧瓶中，水浴30°C下均匀搅拌10?20分钟；将0.01摩尔的正硅酸四乙酯溶解在30毫升的无水乙醇中，溶解均匀后加入硝酸铁的烧瓶中；同时，取0.018摩儿的柠檬酸溶解在30毫升的去离子水中，按照5秒I滴的速度滴入硝酸铁的烧瓶；均匀搅拌24小时。
[0043]b.将a中的混合物，放在80°C下真空烘干。
[0044]c.烘干后的混合物，放在球磨罐中，以400转每分钟的速度球磨10个小时。球磨结束后的混合物，放在80 0C的烘箱中干燥。
[0045]d.将c中干燥后的物料，进行机械压片。
[0046]e.将d中机械压片后的物料片，放在管式炉中进行焙烧。从室温升至650°C，升温速度为5°C每分钟，在650°C下焙烧10个小时，同时，整个焙烧管中通有高纯氩气；获得碳包覆纳米级硅酸亚铁锂。
[0047]将制备的碳包覆纳米级硅酸亚铁锂进行材料表征。表征手段包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TG)以及拉曼或者红外分析。
[0048]从XRD和拉曼测试结果中，可以看出，本例制备的硅酸亚铁锂相纯，不含有其他杂质，并在拉曼图样中可以找到明显的S1-O、L1-O吸收峰，XRD测试结果如图1所示，拉曼图如图4所示。
[0049]从SEM图样中，如图3所示，可以看出，样品颗粒由20?30nm的小颗粒以及由小颗粒组成的二次颗粒构成。纳米级的小颗粒，增加了与导电碳材料的接触面积，更有利于材料电化学性能的发挥。
[0050]从TEM图样中，如图2所示，可以看出，单个硅酸亚铁锂颗粒是由碳薄层包裹的，晶格明显，说明，本例成功合成了碳包覆硅酸亚铁锂。
[0051]正极极片的制备:
[0052]a.将制备的碳包覆纳米级硅酸亚铁锂、科琴黑、PEO和PVDF混合物按照7:2:1的质量比混合，进行机械研磨30分钟，获得混合物料。
[0053]b.取N-甲基吡咯烷酮和乙腈作为溶剂，将混合物料均匀的与溶剂混合，置于封闭的试样瓶中，试样瓶中含搅拌子，常温下搅拌24小时。
[0054]c.将b中搅拌好的物料，均匀涂覆在铝箔上，并置于烘箱中，在80°C下干燥12小时；获得正极片。
[0055]固体电解质聚合物电解质膜的制备:
[0056]a.取Mw = 4*106的聚氧乙烯0.26克与乙腈6克置于试样瓶中，60°C下搅拌直至聚氧乙烯全部溶解。
[0057]b.取0.046克三氧化二铝(颗粒30nm)置于步骤a处理的试样瓶内，搅拌直至三氧化二铝被均匀分散。
[0058]c.取0.0161克LiTFSI置于步骤b处理的试样瓶内，搅拌，搅拌速度为30转每分钟，搅拌24小时。
[0059]d.将步骤c处理后好的混合物料，均匀滴在干净的玻璃片上，置于80°C的加热器上蒸走溶剂乙腈，得到聚合物薄膜。
[0060]采用扫面电子显微镜(SEM)对电解质薄膜进行形貌观察。
[0061]解质膜/不锈钢片型测试电池、不锈钢片/电解质膜/不锈钢片型测试电池、锂片/电解质膜/不锈钢片型测试电池，并通过电化学工作站对电解质膜分别进行工作电压窗口、离子电导率的测试，需要说明的是，这里采用的纽扣电池可以是任意型号的。
[0062]SHM结果如图5所示，结果显示，本例制备的电解质薄膜表面平整均匀，说明纳米级的氧化铝在乙腈溶解的PEO中可以较好地分散。
[0063]导电率、TG测试结果显示，添加纳米级氧化铝后的固体电解质薄膜，其导电率要比未添加纳米级氧化铝的固体电解质导电率高。并且，TG测试显示，添加纳米级氧化铝并不影响固体电解质的热稳定性。电导率随温度变化的统计结果如图6所示，热重分析结果如图7所示。
[0064]高温用高性能全固态电池组装:
[0065]按照电池型号及电池类型对正极材料进行裁剪，电极片直径大小为0.5厘米?2厘米。依照电极片大小，对聚合物薄膜进行裁剪，聚合物薄膜的直径略大于正极片直径0.1?0.2厘米。本实例中选用的锂片作为负极材料。按照正极极片、聚合物电解质膜、负极极片的梯度顺序进行压合，并用电池外壳进行封装。
[0066]高温用高性能全固态电池的性能测试:
[0067]1.电池性能检测
[0068]a.电池在工作前进行高温低倍率预活化处理:温度活化和电化学活化两个步骤，I)将组装好的电池放在80°C或者更高温度的环境下进行温度活化，其目的在于软化电解质膜，改善电极与电解质薄膜固-固界面的相容性，时间为1-10小时均可，本例具体在80°C下恒温了 10小时，可以理解，随着温度升高，温度活化的时间可以相应的减少，在此不做具体限定。2)在0.2C的低倍率下，进行电化学活化，即在低倍率0.01?0.2C下进行至少一个周期的充放电，其中，充电到4V以上，再放电到2V以下，为一个周期。
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