[實用新型]一種固態(tài)電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721632277.1
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN207517800U
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志偉;曹建;陳楓
• 申請（專利權(quán)）人: 中能東道集團有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M2/16
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本實用新型公開了一種固態(tài)電池，包括基體，以及自下而上依次設(shè)置于基體上的陰極集流層、陰極層、固態(tài)電解質(zhì)膜、陽極層和陽極集流層，其特征在于：所述基體兩側(cè)各形成一個豎直設(shè)置的通孔，陽極導(dǎo)電極耳和陰極導(dǎo)電極耳分別設(shè)置于通孔內(nèi)，陽極導(dǎo)電極耳上端與陽極集流層底面接觸，陰極導(dǎo)電極耳與陰極集流層底面接觸；所述固態(tài)電解質(zhì)膜由多孔陶瓷層和均勻覆蓋其上固態(tài)電解質(zhì)層形成。本實用新型中固態(tài)電解質(zhì)膜由多孔陶瓷層和均勻覆蓋其上固態(tài)電解質(zhì)層形成，固態(tài)電解質(zhì)層能傳到鋰離子的同時阻止氧氣和水的滲透，而多孔陶瓷層具有通透的孔道結(jié)構(gòu)，離子傳導(dǎo)性能良好，使固態(tài)電解質(zhì)膜既具有足夠的機械強度，離子傳導(dǎo)性能提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于一種電池，具體涉及一種固態(tài)電池。

背景技術(shù)

近年來為應(yīng)對全球不可再生能源石油儲量的日益減少以及全球溫室氣體的持續(xù)攀升，保護人類賴以生存的自然資源和自然環(huán)境，各國紛紛將發(fā)展新能源以及新能源汽車作為國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略選擇。理離子電池作為一種重要的儲能裝置，因其具有工作電壓高、能量密度大、自放電小、循環(huán)壽命長、使用溫度范圍寬、無記憶效應(yīng)、安全性能突出等優(yōu)點，己經(jīng)廣泛的應(yīng)用于照相機、移動電話、筆記本電腦等傳統(tǒng)小型電池領(lǐng)域，并且正向著大型化的電動車用動力電池以及風(fēng)能和太陽的儲能電池方向發(fā)展，這對其安全性能提出了更大的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)商用鋰離子電池主要采用含有易燃有機溶劑的液體電解質(zhì)，存在嚴(yán)重的安全隱患，當(dāng)鋰離子電池因為任何原因短路時，電池內(nèi)能量會在短時間以熱的形式釋放出來，就可能發(fā)生起火甚至爆炸等嚴(yán)重的安全事故。此外，電解液與電極材料會發(fā)生副反應(yīng)，導(dǎo)致電池容量出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的衰減，同時也會帶來脹氣、漏液等問題。目前，諸多研究者主要采用在電解液中加入添加劑等方式對有機電解液進行改進，以期解決液態(tài)理離子電池的安全性問題。這雖取得了一些成果，但不能從根本上解決動力電池的安全性問題。這些問題的存在限制了鋰離子電池的使用，也成為了其將來在動力電池和大容量儲能應(yīng)用方面的巨大障礙。為了徹底解決鋰離子電池安全性問題，一種全新的鋰離子電池一一全固態(tài)鋰電池進入了人們的視線。

相對于傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池，固態(tài)理電池以固體電解質(zhì)取代傳統(tǒng)液體有機電解液，能夠克服由于液態(tài)電解液導(dǎo)致的安全性能低、循環(huán)壽命短、工作溫度范圍窄等問題。固態(tài)電解質(zhì)除了傳導(dǎo)鋰離子，也充當(dāng)隔膜的角色，所以理想的鋰離子固體電解質(zhì)應(yīng)具有良好的離子電導(dǎo)率、極低的電子電導(dǎo)率、極小的晶界電阻，且化學(xué)穩(wěn)定性好，熱膨脹系數(shù)與電極材料相匹配，電化學(xué)分解電壓高。

固態(tài)電池最為重要的部分就是固態(tài)電解質(zhì)。目前，固態(tài)電解質(zhì)中普遍存在的問題是，其室溫離子電導(dǎo)率比較低，且材質(zhì)往往比較脆，通常需要達到一定的厚度( 大于100 微米)，才能保證所制成的陶瓷片具有足夠的機械強度，不在使用中破裂。而厚度增加意味著固態(tài)電解質(zhì)膜的電阻增加，離子傳導(dǎo)能力下降，進而大大的限制了這類電解質(zhì)的應(yīng)用。因此，在相關(guān)領(lǐng)域需要一種設(shè)計來解決固態(tài)電解質(zhì)離子傳導(dǎo)能力與機械強度之間的矛盾。

實用新型內(nèi)容

本實用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點而提出的，其目的是提供一種密封式固態(tài)電池。

本實用新型的技術(shù)方案是：

一種固態(tài)電池，包括基體，以及自下而上依次設(shè)置于基體上的陰極集流層、陰極層、固態(tài)電解質(zhì)膜、陽極層和陽極集流層，其特征在于：所述基體兩側(cè)各形成一個豎直設(shè)置的通孔，陽極導(dǎo)電極耳和陰極導(dǎo)電極耳分別設(shè)置于通孔內(nèi)，陽極導(dǎo)電極耳上端與陽極集流層底面接觸，陰極導(dǎo)電極耳與陰極集流層底面接觸；所述固態(tài)電解質(zhì)膜由多孔陶瓷層和均勻覆蓋其上固態(tài)電解質(zhì)層形成。

所述基體與陰極集流層接觸面涂覆鈍化層。

所述陽極導(dǎo)電極耳與陽極集流層接觸位置，陽極集流層上方無其它層覆蓋；陰極導(dǎo)電極耳與陰極集流層接觸位置，陰極集流層上方無其它層覆蓋。

所述固態(tài)電解質(zhì)膜完全覆蓋陰極層。

所述陽極導(dǎo)電極耳和陰極導(dǎo)電極耳均為倒T字型結(jié)構(gòu)，橫部凸出通孔，且與基體下底面貼合。