[發明專利]固體電解質膜、其制造方法以及包含其的固態電池

在審

• 申請號: 202080004566.5
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN112585796A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 李廷弼;金恩妃;趙成柱
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 武胐;龐東成

本發明公開了固態電池用固體電解質膜的制造方法以及由此獲得的固體電解質膜。所述固態電池用固體電解質膜包括經熱處理的多孔聚合物片和固體電解質材料，其中，所述固體電解質材料和所述多孔聚合物片形成復合物使得經熱處理的多孔聚合物片的孔填充有所述固體電解質材料。以此方式，可以提供機械強度高且離子電導率高的固態電池用固體電解質膜。

技術領域

本申請要求于2019年5月3日在韓國提交的韓國專利申請No.10-2019-0052529的優先權。本發明涉及固態電池用電解質膜、包含該電解質膜的固態電池以及該電解質膜的制造方法。

背景技術

使用液體電解質的鋰離子電池具有負極和正極由隔膜限定的結構，因此，當隔膜因變形或外部沖擊而受損時，可能導致短路，從而造成諸如過熱或爆炸等危險。因此，可以說開發能夠確保安全性的固體電解質是鋰離子二次電池領域中非常重要的課題。

使用固體電解質的鋰二次電池的優點在于，其具有增強的安全性，防止電解質的泄漏從而提高電池的可靠性，并有助于制造薄型電池。

然而，當將這種包含固體電解質的固體電解質膜形成為薄膜時，存在機械強度劣化的問題。另外，由于固體電解質膜在正極和負極之間起著離子通道的作用，因此仍然要求固體電解質膜具有高的離子電導率。

發明內容

[技術問題]

設計本發明以解決相關技術的問題，因此，本發明旨在提供離子電導率高且機械強度高的固體電解質膜以及包含該固體電解質膜的固態電池。本發明還涉及上述固體電解質膜以及包含該固體電解質膜的固態電池的制造方法。本發明的這些和其他目的和優點可以由以下詳細描述理解，并且將由本發明的示例性實施方式而變得更加顯而易見。而且，將容易理解的是，本發明的目的和優點可以通過所附權利要求書中所示的手段及其組合來實現。

[技術方案]

在本發明的一個方面中，提供了一種以下實施方式中任一個所述的固態電池用固體電解質膜的制造方法。

根據本發明的第一實施方式，提供了一種固態電池用固體電解質膜的制造方法，其包括以下步驟：

(S10)準備多孔聚合物片；

(S11)固定所述多孔聚合物片的端部并進行熱處理；

(S12)將包含固體電解質材料的固體電解質膜層設置在經熱處理的所述多孔聚合物片的至少一個表面上以獲得層疊結構體；和

(S13)對所述層疊結構體進行加壓，使得經熱處理的所述多孔聚合物片填充有固體電解質材料。

根據本發明的第二實施方式，提供了如第一實施方式中所限定的固態電池用固體電解質膜的制造方法，其中，步驟(S11)中的所述熱處理在低于步驟(S10)中的所述多孔聚合物片的熔點的溫度下進行。

根據本發明的第三實施方式，提供了如第一或第二實施方式中所限定的固態電池用固體電解質膜的制造方法，其中，步驟(S11)中的所述熱處理在50℃至300℃下進行10分鐘至24小時。

根據本發明的第四實施方式，提供了如第一至第三實施方式中任一項所限定的固態電池用固體電解質膜的制造方法，其中，步驟(S10)中的所述多孔聚合物片的孔隙率為20體積％至50體積％且平均孔徑為20nm至500nm。

根據本發明的第五實施方式，提供了如第一至第四實施方式中任一項所限定的固態電池用固體電解質膜的制造方法，其中，步驟(S11)中的經熱處理的多孔聚合物片的平均孔徑(B)與步驟(S10)中的多孔聚合物片的平均孔徑(A)之比(B/A)為1.1至100。