[發(fā)明專利]一種全固態(tài)電池一體化模塊的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810496940.2
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108574119B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許曉雄;崔言明
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江鋒鋰新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 黃勇

本發(fā)明涉及全固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種全固態(tài)電池一體化模塊的制備方法，其主要通過固態(tài)電解質(zhì)、電極和集流體同步涂覆，同步固化來制成一體化模塊，這樣不僅減少了操作步驟，同時各部分是形成一體的，這樣也就減少了界面數(shù)量，弱化了界面阻抗的影響，而且還可以降低固態(tài)電解質(zhì)厚度,從而有利于提高全固態(tài)電池的生產(chǎn)效率和電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全固態(tài)電池一體化模塊的制備方法。

背景技術(shù)

近幾年，全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得爆發(fā)性增長，受益于電動汽車的爆發(fā)式發(fā)展，動力電池需求快速增長，結(jié)合3C數(shù)碼類以及儲能類電池，未來市場空間巨大。目前已經(jīng)公認將固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)路線準(zhǔn)備，固態(tài)電池采用固體電質(zhì)來替代傳統(tǒng)有機液體電解質(zhì)。相比于傳統(tǒng)液態(tài)電池，不易燃燒、不易爆炸、高溫性能更好、無脹氣、無電解液泄露，提高了安全性能。因而，固態(tài)電池成為了電池的終極目標(biāo)，更符合電動汽車和規(guī)模儲能領(lǐng)域未來發(fā)展的需求。

固態(tài)電池的研發(fā)產(chǎn)業(yè)化持續(xù)升溫，但受到關(guān)鍵材料固態(tài)電解質(zhì)以及電極制備工藝復(fù)雜等問題的制約，目前缺乏完善的固態(tài)電池的制備工藝及專用設(shè)備，尚無產(chǎn)品的量產(chǎn)。且傳統(tǒng)固態(tài)電池中的電池芯是依次疊合呈正極集流體、正極材料、固態(tài)電解質(zhì)、負極材料和負極集流體結(jié)構(gòu)的，同時，每一層是單獨生產(chǎn)出來之后在貼合于一起的，因而界面是比較明顯的，從而界面阻抗也比較的大。并且，相對于常規(guī)液態(tài)電池,需要額外工序以及空間來制備固態(tài)電解質(zhì)薄膜.整個生產(chǎn)過程也比較的費時,無法與現(xiàn)有液態(tài)電池制備條件匹配,降低全固態(tài)電池制備效率,增加制備成本。要實現(xiàn)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化,只有導(dǎo)入先進的制備模式,一方面可以實現(xiàn)模塊化生產(chǎn),另一方面可以降低成本.

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種一體電極模塊的制備方法，理念是其將電極與固態(tài)電解質(zhì)制成模塊化，方便了與普通對電極進行配對，這樣大大降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，同時，也減少了電池芯的界面阻抗，并降低了固態(tài)電解質(zhì)厚度,提升了所制得的全固態(tài)電池整體的電性能。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種全固態(tài)電池一體化模塊制備方法，包括以下步驟:

步驟一：在干燥氣體的情況下，將炭黑、電極材料、堿金屬鹽、聚合物基體以及無水溶劑進行真空攪拌，得到漿料一，漿料一的固含量為60～90vol％；

步驟二：在干燥氣體的情況下，將堿金屬鹽、聚合物基體以及無水溶劑進行真空攪拌，得到漿料二，漿料二的固含量為30～60vol％；

步驟三：將漿料一與漿料二依次先后均涂布于集流體的兩側(cè)，之后同步于80～100oC下干燥1～8小時，之后同步輥壓、同步卷繞，得到依次為固態(tài)電解質(zhì)、電極、集流體、電極和固態(tài)電解質(zhì)的一體化模塊。

通過采用上述技術(shù)方案，一方面全固態(tài)電池一體化模塊所有材料只需要一次性涂覆一次性干燥烘烤，就能夠制得，從而不僅節(jié)省了干燥所需能耗，還省去了固態(tài)電解質(zhì)大面積流延場所以及將固態(tài)電解質(zhì)揭下來的步驟。而且，在后續(xù)組裝成電池芯的過程中，只要一體化模塊上疊放上常規(guī)對電極，將兩層結(jié)構(gòu)通過卷繞或者層疊就能夠制成全固態(tài)電池芯了。最終，有效地提高了電池芯的生產(chǎn)效率。

優(yōu)選為，按質(zhì)量份數(shù)計，所述漿料一按質(zhì)量份數(shù)計，包括1～2份炭黑、7～9份電極活性材料、0.2～2份堿金屬鹽和1～5份聚合物基體；所述漿料二包括堿金屬鹽0.2～2份和1～5份聚合物基體。

優(yōu)選為，所述電極活性材料可以為正極活性材料和負極活性材料的任意一種。

優(yōu)選為，所述正極活性材料可以為鋰離子電極材料和鈉離子電極材料中的一種，所述負極活性材料可以為金屬鋰電極、雙面石墨基電極、雙面硅碳復(fù)合電極、金屬鈉電極和雙面硬碳電極中的任意一種。

優(yōu)選為，所述鋰離子電極材料可以為LFP、NCA、NCM和富鋰中的任意一種。