[發明專利]薄膜固態鋰離子二次電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201080005767.3
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN102301520A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 猿飛裕一;日隈弘一郎;高原克典;守岡宏之;古谷龍也
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M10/0585
• 分類號: H01M10/0585;H01M2/02;H01M4/13;H01M4/485;H01M4/66;H01M10/052;H01M10/0562
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 肖善強

1.一種薄膜固態鋰離子二次電池，包括：

電絕緣基板；

正極側集電體膜；

正極活性材料膜；

固體電解質膜；

負極側集電體保護膜；以及

負極側集電體膜，

其中，所述正極側集電體膜、所述正極活性材料膜、所述固體電解質膜、所述負極側集電體保護膜以及所述負極側集電體膜被形成在所述電絕緣基板上，

所述負極側集電體保護膜是形成在所述固體電解質膜和所述負極側集電體膜之間的層，并且是用于抑制鋰離子遷移到所述負極側集電體膜的層。

2.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述負極側集電體保護膜使得與充放電相關的鋰的總量保持大致恒定。

3.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述負極側集電體保護膜的膜厚度為大于或等于2nm并小于或等于22nm。

4.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述負極側集電體保護膜的膜厚度為大于或等于3nm并小于或等于15nm。

5.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述負極側集電體保護膜的膜厚度為大于或等于2nm，并且所述負極側集電體保護膜的膜厚度使得所述負極側集電體保護膜的充放電的理論容量為所述正極活性材料膜的充放電的理論容量的一半或更小。

6.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述負極側集電體保護膜由導電氧化物形成。

7.如權利要求6所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述導電氧化物包括Sn氧化物、In氧化物以及Zn氧化物中的至少任何一種。

8.如權利要求6所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述導電氧化物是其中添加有用于提高導電性的元素的氧化物。

9.如權利要求1-8中任意一項所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述電絕緣基板是由有機樹脂形成的基板，

由無機材料形成的絕緣膜被設置在所述基板的面上，以及

所述正極側集電體膜和/或所述負極側集電體膜被形成在所述絕緣膜的面上。

10.如權利要求9所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述絕緣膜的面積大于所述正極側集電體膜或所述負極側集電體膜的面積，或者大于所述正極側集電體膜和所述負極側集電體膜的總面積。

11.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述正極活性材料膜由含Li的材料形成。

12.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述正極活性材料膜由包含Mn、Co、Fe、P、Ni和Si中的至少一種且含Li的氧化物形成。

13.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，設置保護膜，所述保護膜覆蓋所述正極側集電體膜、所述正極活性材料膜、所述固體電解質膜、所述負極電位形成層以及所述負極側集電體膜，并且由紫外固化樹脂形成。

14.如權利要求1所述的薄膜固態鋰離子二次電池，其中，所述負極側集電體膜由Ti或包含Ti作為主要組分的合金形成。

15.一種制造薄膜固態鋰離子二次電池的方法，包括如下步驟：

形成正極側集電體膜；

形成正極活性材料膜；

形成固體電解質膜；

形成負極側集電體保護膜；以及

形成負極側集電體膜，

其中，所述負極側集電體保護膜是形成在所述固體電解質膜和所述負極側集電體膜之間的層，并且是用于抑制鋰離子遷移到所述負極側集電體膜的層。

16.如權利要求15所述的制造薄膜固態鋰離子二次電池的方法，包括如下步驟：

在由有機樹脂形成的電絕緣基板的面上形成由無機材料形成的絕緣膜；以及

在所述絕緣膜的面上形成所述正極側集電體膜和/或所述負極側集電體膜。