薄膜型固態電解質結構及薄膜型固態二次電池制造技術

一種薄膜型固態電解質結構，主要包括：一固態電解質電離子穿透層及兩石墨烯層；特別是該兩石墨烯層分別直接覆設在該固態電解質電離子穿透層相對的兩表面上，且該石墨烯層可以涂層或鍍層型態到達預定厚度成型覆于該固態電解質電離子穿透層的表面，借此構成三層式固態電解質結構；當運用二次電池制作上，通過該固態電解質具有的高能量密度與循環性強特性，可提升電池的循環性和使用壽命，且該石墨烯層能改善該固態電解質與電極間存在接口阻抗較大情況，并促使正極或負極的電離子加速遷移，使電池整體的導電性、蓄電性大幅度提升，亦會得到較高的熱穩定性與安全性。

Structure of thin film solid electrolyte and thin film solid secondary battery

【技術實現步驟摘要】
薄膜型固態電解質結構及薄膜型固態二次電池
本專利技術涉及一種關于電池的電解質技術，特別是指一種用途廣泛的薄膜型固態電解質結構及薄膜型固態二次電池。
技術介紹
電子通信等3C產品的持續發展，以往注重的輕、薄、短、小目標已逐漸轉向除滿足這些要求外，還需要具備能量密度更高、使用更安全、使用壽命更長的使用需求。為了延長電池使用時間、提升電池能量密度，過去無法重復使用的一次電池已經無法滿足電子產品的需求，現階段電子產品中所使用的電池多為可重復充、放電的二次電池為主。然而，二次電池通常采用有機溶劑作為電解液，而這類有機溶劑極易燃燒，電池一旦由于內短路產生高溫或者火花，電解液將在瞬間被點燃并導致整個電池發生爆炸，因此有安全上的顧慮與風險。有鑒于現有電解質所存在的缺陷，本專利技術人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，經過不斷的研究并經反復試作后，終創出確具實用價值的本專利技術。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在提供一種能降低阻抗、加速離子遷移作用的薄膜型固態電解質結構，該電解質結構不僅能提升電池整體效能，且用途廣泛實用。依據本專利技術提出的一種固態電解質結構，主要組成包括：一固態電解質電離子穿透層及兩石墨烯層；其中一石墨烯層為直接成型覆于該固態電解質電離子穿透層的一表面，而另一石墨烯層則直接成型覆于該固態電解質電離子穿透層的另一表面；如此構成三層式的固態電解質結構，能使電池整體的導電性、蓄電性、安全性及使用壽命大幅度提升。依據上述的固態電解質結構，當運用于薄膜型二次電池制作時，可在該固態電解質結構的兩表面分別覆設有一正極材料層及一負極材料層，如此便能構成一電芯構造。本專利技術的薄膜型固態電解質結構及薄膜型固態二次電池，一方面可通過一固態電解質電離子穿透層提升電池的能量密度、使用壽命、安全性能；另一方面則通過直接覆設在該固態電解質電離子穿透層表面的石墨烯層，能有效降低該固態電解質的接口阻抗，并提供離子非常好的遷移率，使離子在石墨烯層中能達到光速的運動速度，更加能使整體的導電性、蓄電性大幅地提升。附圖說明圖1本專利技術一較佳實施例的結構示意圖。圖2本專利技術一較佳實施例的實際應用結構示意圖。具體實施方式下面結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術，但是本專利技術還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術內涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術不受下面公開的具體實施例的限制。請參閱圖1所示，為本專利技術一較佳實施例的一種薄膜型固態電解質結構的構造示意圖。該固態電解質結構（１）的主要組成包括：一固態電解質電離子穿透層（２）及兩石墨烯層（３）；其中一石墨烯層（３）為直接成型覆于該固態電解質電離子穿透層（２）的一表面，而另一石墨烯層（３）則直接成型覆于該固態電解質電離子穿透層（２）的另一表面；如此構成三層式的固態電解質結構（１）。承上述，該兩石墨烯層（３）在實施上可利用化學氣相沉積(ChemicalVaporDeposition，CVD)的制備包覆技術、或物理氣相沉積(PhysicalVaporDeposition，PVD)制備鍍膜技術，甚至是以等離子增強化學氣相沉積（PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，PECVD）方式形成的涂層或鍍層。將該石墨烯層（３）采上述任一種制造方式，且直接地成型覆于固態電解質離子穿透層（２），主要是通過該石墨烯層（３）改善固態電解質的接口阻抗，以及本身具有高速的電子遷移率特性，能提升離子遷移效果，不僅改善循環性能，進而提升電池充放電效率。依據上述實施例的固態電解質結構（１），當運用在薄膜型二次電池制作時，請參閱圖2所示，該電池的基礎單元為電芯構造，主要是利用如圖1所示固態電解質結構放入該電芯構造內，做為離子快速往返的通道用，并在該固態電解質結構（１）的兩表面分別覆設有一正極材料層（４）及一負極材料層（５），便能構成一完整的電芯構造。承上述，實際使用上，由于該電芯構造的電解質是采用本專利技術的固態電解質結構（１），因此，其中的固態電解質電離子穿透層（２）可提供離子往返正、負極間的通道，不僅安全性高，又可改善導電率；同時，采直接覆設于該固態電解質電離子穿透層（２１）相對兩表面的石墨烯層（３），還能通過其特性使離子實現快速遷移效果。由以上說明可知，本專利技術的薄膜型固態電解質結構，一方面可通過一固態電解質電離子穿透層提升電池的能量密度、使用壽命、安全性能；另一方面則通過直接覆設在該固態電解質電離子穿透層表面的石墨烯層，能有效降低該固態電解質的接口阻抗，并提供離子非常好的遷移率，使離子在石墨烯層中能達到光速的運動速度，更加能使整體的導電性、蓄電性大幅地提升。綜上所述，本專利技術提供了一種能降低電解質與電極間的接口阻抗，并大幅地提升離子遷移率，使導電性、蓄電性大幅地提升的固態電解質結構；同時，本專利技術結構亦能廣泛運用在多種制造業的領域方面，以提升其實用性與利用價值。顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種薄膜型固態電解質結構，其特征在于，包括：一個固態電解質電離子穿透層及兩個石墨烯層；其中一個石墨烯層直接覆設成型于固態電解質電離子穿透層的一個表面上，而另一個石墨烯層則直接覆設成型于固態電解質電離子穿透層的另一個相對表面上，借此改善固態電解質接口阻抗較大情形，并促使離子加速地遷移。/n

【技術特征摘要】
1.一種薄膜型固態電解質結構，其特征在于，包括：一個固態電解質電離子穿透層及兩個石墨烯層；其中一個石墨烯層直接覆設成型于固態電解質電離子穿透層的一個表面上，而另一個石墨烯層則直接覆設成型于固態電解質電離子穿透層的另一個相對表面上，借此改善固態電解質接口阻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳立翔，
申請(專利權)人：陳立翔，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71