[發明專利]一種全固態電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202010149151.9
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111009682A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（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

本發明提供了一種全固態電池及其制備方法。本發明提供的全固態電池包括正極、負極和位于所述正極和負極之間的固態電解質，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，所述固態電解質包括第一固態電解質和第二固態電解質，所述第一固態電解質位于正極和第一負極之間，第二固態電解質位于正極和第二負極之間，所述第二固態電解質的粗糙度大于所述第一固態電解質的粗糙度。所述全固態電池中，電極主體部分所對應的第一固態電解質粗糙度較小，減少了固態電解質粗糙度較大導致的電池容易短路以及電池整體阻抗較大的問題；而第二固態電解質粗糙度較大，避免了固態電解質粗糙度過小，電極和固態電解質粘結力不強問題。

技術領域

本發明屬于儲能材料技術領域，涉及一種電池及其制備方法，尤其涉及一種全固態電池及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池自商業化推廣以來，以其高能量密度、高工作電壓、循環壽命長、無記憶效應、綠色環保、以及可根據實際需求靈活設計尺寸形狀大小等諸多優點被廣泛用于各種便攜式消費電子產品的電源。新能源汽車市場擁有巨大的前景，鋰離子電池作為重要化學電源，在移動通訊設備、電動工具、電動自行車等方面應用廣泛，鋰離子電池及相關配套產業需求量越來越大。

目前，液體電解質鋰電池已經得到了廣泛的應用，但液體電解質鋰電池存在能量密度不高、安全性差的問題，因此，固態電池被認為是下一代具有產業化價值的鋰電池。但界面是固態鋰電池推廣使用的最大問題。在實際使用過程中，負極的膨脹會導致固態電解質與負極發生脫落。

JP2015195183A公開了正極活性物質層與無機固體電解質層的界面或者負極活性物質層與無機固體電解質層的界面中的至少一者的最大高度粗糙度Rz為1.5μm-5μm的全固態鋰離子二次電池。

JP2015153507A公開了具有正極活性物質層、十點平均粗糙度Rz為500nm以下的層狀無定形Li₄Ti₅O₁₂的負極活性物質層、以及被正極活性物質層和負極活性物質層夾持的固體電解質層的全固態電池。

CN110383559A公開了鈉離子固態電池中固態電解質的粗糙度對電池性能的影響，其認為粗糙度提高，會提升固態電解質與活性物質層的貼合緊密度，進一步提高電池的整體性能。

但根據現有的研究成果，粗糙度的調整并不能完全解決粘結性和短路、阻抗的矛盾，本發明旨在提供一種解決現有技術中負極與固態電解質容易脫落的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種全固態電池及其制備方法。本發明提供的全固態電池能解決現有的全固態電池中存在的粘結性和短路、阻抗的矛盾。

為達上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種全固態電池，所述全固態電池包括正極、負極和位于所述正極和負極之間的固態電解質，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，所述固態電解質包括第一固態電解質和第二固態電解質，所述第一固態電解質位于正極和第一負極之間，第二固態電解質位于正極和第二負極之間，所述第二固態電解質的粗糙度大于所述第一固態電解質的粗糙度。

本發明提供的全固態電池通過設置第一負極、第二負極，并將固態電解質分成第一固態電解質和第二電解質兩部分，第一負極所對應的第一固態電解質粗糙度較小，減少了因為固態電解質粗糙度較大導致的電池容易短路以及電池整體阻抗較大的問題；而第二負極部分所對應的第二固態電解質，粗糙度較大，避免了現有全固態電池設計中，固態電解質粗糙度過小，電極和固態電解質粘結力不強問題。

本發明通過第一負極、第二負極、第一固態電解質、第二固態電解質的組合設計，克服了現有技術中固態電解質粗糙度設計兩難的問題。