[發(fā)明專利]一種全固態(tài)電池及其制備方法

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• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111009682A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 馮玉川;李崢;何泓材;周柯;王丹丹;楊帆
• 申請（專利權）人: 清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/056;H01M4/13;H01M10/058
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種全固態(tài)電池，其特征在于，所述全固態(tài)電池包括正極、負極和位于所述正極和負極之間的固態(tài)電解質，所述負極包括第一負極和第二負極，所述第二負極位于第一負極的側面，所述固態(tài)電解質包括第一固態(tài)電解質和第二固態(tài)電解質，所述第一固態(tài)電解質位于正極和第一負極之間，第二固態(tài)電解質位于正極和第二負極之間，所述第二固態(tài)電解質的粗糙度大于所述第一固態(tài)電解質的粗糙度；

所述第二負極位于第一負極的兩側；

所述第一負極與第二負極相接；

所述第一負極的橫截面積大于每個所述第二負極的橫截面積使得第二負極與正極之間的距離大于第一負極與正極之間的距離；

所述第一負極的厚度大于每個所述第二負極的厚度；

所述第一固態(tài)電解質的厚度低于每個第二固態(tài)電解質的厚度；

所述第一固態(tài)電解質的粗糙度和第二固態(tài)電解質的粗糙度均大于負極的表面粗糙度且所述第二固態(tài)電解質的粗糙度與第二負極的粗糙度的差值大于所述第一固態(tài)電解質的粗糙度與第一負極的粗糙度的差值。

2.根據權利要求1所述的全固態(tài)電池，其特征在于，所述第一固態(tài)電解質的粗糙度的數值范圍為0.1-30μm；

所述第二固態(tài)電解質的粗糙度的數值范圍為0.1-50μm。

3.根據權利要求2所述的全固態(tài)電池，其特征在于，第二固態(tài)電解質的粗糙度的數值范圍是10-15μm。

4.據權利要求3所述的全固態(tài)電池，其特征在于，所述正極和負極中的集流體材料獨立地包括鋁、銅、鎳或鋅中的任意一種或至少兩種的組合。

5.根據權利要求4所述的全固態(tài)電池，其特征在于，所述正極的正極活性物質層中包括正極活性物質。

6.根據權利要求3所述的全固態(tài)電池，其特征在于，所述負極的負極活性物質層中包括負極活性物質。

7.根據權利要求1所述的全固態(tài)電池，其特征在于，位于所述正極和負極之間的固態(tài)電解質的材料包括硫化物固體電解質材料、氧化物固體電解質材料或聚合物固體電解質材料中的任意一種或至少兩種的組合；

位于所述正極和負極之間的所述第一固態(tài)電解質的厚度為10-300μm。

8.一種如權利要求1-7任一項所述的全固態(tài)電池的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）將正極活性物質層原料混合后涂布在正極集流體上，得到正極；

（2）將固態(tài)電解質漿料涂布在所述正極上，形成第一固態(tài)電解質和第二固態(tài)電解質，使所述第二固態(tài)電解質的粗糙度大于所述第一固態(tài)電解質的粗糙度，得到正極-固態(tài)電解質復合極片；

（3）將負極活性物質層原料混合后涂布在負極集流體上，得到第一負極和第二負極，將步驟（2）所述正極-固態(tài)電解質復合極片與第一負極和第二負極貼合，得到所述全固態(tài)電池。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中還包括在所述正極的正極活性物質層上涂布涂層；

步驟（2）中，使所述第二固態(tài)電解質的粗糙度大于所述第一固態(tài)電解質的粗糙度的方法為選擇材料種類和/或表面處理；

所述表面處理包括噴砂、研磨、輥壓或涂覆中的任意一種或至少兩種的組合；

所述制備方法還包括對步驟（1）所述正極和/或步驟（3）所述第一負極和第二負極進行粗糙度調整。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）將正極活性物質、導電材料和粘合材料混合后用涂布機涂布在正極集流體鋁箔上，干燥，得到正極；

（2）將固態(tài)電解質漿料涂布在所述正極上，干燥，形成第一固態(tài)電解質和第二固態(tài)電解質，通過表面處理使所述第二固態(tài)電解質的粗糙度大于所述第一固態(tài)電解質的粗糙度，得到正極-固態(tài)電解質復合極片；

（3）將負極活性物和粘結劑混合后用涂布機涂布在銅箔上，干燥，得到第一負極和第二負極，將步驟（2）所述正極-固態(tài)電解質復合極片與第一負極和第二負極貼合，得到所述全固態(tài)電池。