[發明專利]全固態薄膜電池的制造方法

有效

• 申請號: 201280054099.2
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103947015B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 法比安·加邦;弗雷德里克·布耶;布魯諾·維耶曼
• 申請（專利權）人: I-TEN公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M10/0525;C25D13/02;C25D9/04;H01M4/1391
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 丁業平,金小芳

1.一種全固態薄膜電池的制造方法，所述電池包括陽極材料膜(陽極膜)、固體電解質材料膜(電解質膜)和陰極材料膜(陰極膜)，所述方法的特征在于：

-這三種膜均是采用電泳法從活性材料的顆粒的懸浮液中沉積的；

-所述陽極膜和所述陰極膜均沉積在導電基底上，所述導電基底或其導電元件能夠充當電池集電體；

-所述電解質膜沉積在陽極和/或陰極膜上；

并且特征在于，所述方法還包括至少一個這樣的步驟，在該步驟中將所述片或帶層疊，從而形成至少一個具有“集電體/陽極/電解質/陰極/集電體”型層疊結構的電池，所述活性材料的顆粒的平均尺寸D50小于100nm，并且所述活性材料為陰極材料、電解質材料或陽極材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述導電基底為薄金屬片或帶、或金屬化的絕緣片或帶或膜。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：還包括至少一個所謂的固結步驟，該固結步驟的目的在于提高通過電泳沉積的膜中至少一者的密度，

該至少一個固結步驟可在具有至少一個陽極膜或至少一個陰極膜的所述導電基底上進行，

所述至少一個陽極膜或陰極膜可被覆有至少一個電解質膜，

并且所述至少一個固結步驟可在層疊之前進行，以及/或者在所述層疊結構上進行，

所述至少一個固結步驟包括機械致密化步驟和/或在溫度T_R下的退火步驟，T_R不超過進行所述退火步驟的陽極材料、陰極材料或電解質材料中熔融溫度最低的那種材料的熔融或分解溫度(以℃表示)的0.7倍。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述固結步驟后的所述陽極膜、電解質膜和陰極膜中的至少一者的孔隙率低于15％。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述溫度T_R不超過進行所述退火步驟的陽極材料、陰極材料或電解質材料中熔融溫度最低的那種材料的熔融或分解溫度(以℃表示)的0.5倍。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述溫度T_R不超過進行所述退火步驟的陽極材料、陰極材料或電解質材料中熔融溫度最低的那種材料的熔融或分解溫度(以℃表示)的0.3倍。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：固結步驟在所述層疊步驟之后進行。

8.根據權利要求1所述的全固態薄膜電池的制造方法，包括以下步驟：

(a)提供含有“P+”顆粒的第一膠體懸浮液“SP+”，將其稱作“陰極材料”懸浮液；

(b)提供含有“P-”顆粒的第二膠體懸浮液“SP-”，將其稱作“陽極材料”懸浮液；

(c)提供含有“Pn”顆粒的第三膠體懸浮液“SPn”，將其稱作導電性“固態電解質材料”懸浮液；

(d)提供導電基底；

(e)在對電極的存在下，將第一導電基底浸沒在含有陰極材料P+顆粒的所述SP+懸浮液的浴中，然后在所述第一導電基底和所述對電極之間施加電壓，從而獲得在所述第一導電材料基底上的含有陰極材料P+顆粒的電泳沉積物；

(f)在對電極的存在下，將第二導電基底浸沒在含有陽極材料P-顆粒的所述SP-懸浮液的浴中，然后在所述第二基底和所述對電極之間施加電壓，從而獲得在所述導電材料基底上的含有陽極材料P-顆粒的電泳沉積物；

(g)在對電極的存在下，將在步驟(e)中被覆的第一基底和/或在步驟(f)中被覆的第二基底浸沒在固態電解質材料Pn顆粒的所述SPn懸浮液的浴中，然后在所述第一和/或第二被覆基底和對電極之間施加電壓，從而獲得在所述基底上的無機固體電解質材料顆粒的電泳沉積物；

(h)層疊陰極基底和陽極基底以獲得電池。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：所述導電基底為帶或片狀。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：SP+和/或SP-和/或SPn顆粒的電泳沉積通過陰離子電泳進行。

11.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：步驟(h)包括熱固結步驟，所述熱固結步驟可在機械固結步驟之后或與機械固結步驟相伴進行。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于：所述機械固結步驟為等靜壓或震動。