【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及電池，特別是涉及一種鋰離子固態(tài)電池。
技術(shù)介紹
1、相比于商用基于液態(tài)電解液的鋰離子電池，全固態(tài)鋰電池具有更高的能量密度和優(yōu)異的安全性能，被認(rèn)為是最有前途的儲能器件之一。而鋰負(fù)極極片具有低電位和高理論容量等優(yōu)點，搭配高壓高容量正極極片使用時，使得鋰負(fù)極極片鋰離子固態(tài)電池能夠獲得更高的儲存容量，鋰負(fù)極極片鋰離子固態(tài)電池成為近來的研究熱點。
2、然而，由于鋰負(fù)極極片鋰離子固態(tài)電池中固態(tài)電解質(zhì)和鋰負(fù)極極片之間的界面性能較差，若固態(tài)電解質(zhì)與鋰負(fù)極極片之間存在不穩(wěn)定接觸，即使是微小裂縫，也可能會引發(fā)劇烈的界面反應(yīng)，導(dǎo)致界面性能迅速退化，而產(chǎn)生的鋰枝晶可能穿透固態(tài)電解質(zhì)膜，導(dǎo)致電池短路。故而，鋰負(fù)極極片與固態(tài)電解質(zhì)的界面問題，嚴(yán)重制約了固態(tài)鋰金屬電池的發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此，有必要提供一種鋰離子固態(tài)電池，以用于解決鋰負(fù)極極片與固態(tài)電解質(zhì)之間的界面問題，避免電池短路。
2、本申請解決上述技術(shù)問題的具體方案如下：
3、一種鋰離子固態(tài)電池，包括正極極片、鋰負(fù)極極片，以及設(shè)置于正極極片與鋰負(fù)極極片之間的固態(tài)電解質(zhì)層，其中，鋰負(fù)極極片上設(shè)置有容納部，固態(tài)電解質(zhì)層至少部分設(shè)置于容納部中；固態(tài)電解質(zhì)層包括粘結(jié)劑基層；其中，容納部的橫截面為圓弧，圓弧滿足l=απr/180，且α≤100°，r≤t，其中，l為圓弧的弧長，α為圓弧對應(yīng)的圓心角，r為圓弧所在圓的半徑，t為鋰負(fù)極極片的厚度；
4、容納部的內(nèi)壁和/或鋰負(fù)極極片的表面設(shè)置有固態(tài)電解質(zhì)薄膜
5、固態(tài)電解質(zhì)薄膜的厚度為1nm~100nm；
6、固態(tài)電解質(zhì)薄膜為lif薄膜、li2o薄膜、lipon薄膜或linio2薄膜。
7、在一些實施方式中，容納部的開口直徑為d，任意相鄰容納部之間的距離為d，且，d/2≤d≤2d。
8、在一些實施方式中，圓弧的端點處的切線與鋰負(fù)極極片的平面之間的夾角β為5°~45°。
9、本申請通過在鋰負(fù)極極片和固態(tài)電解質(zhì)層之間設(shè)置較薄的固態(tài)電解質(zhì)薄膜，能夠有效避免固態(tài)電解質(zhì)層與鋰負(fù)極極片的直接接觸，減少界面副反應(yīng)，提高界面穩(wěn)定性。同時在鋰負(fù)極極片表面形成一層固態(tài)電解質(zhì)薄膜，可有效抑制鋰負(fù)極極片的枝晶生長，避免鋰枝晶穿透固態(tài)電解質(zhì)層，導(dǎo)致電池短路。
10、在一些實施方式中，容納部的內(nèi)壁和/或鋰負(fù)極極片的表面為粗糙面。
11、本申請中通過將容納部的內(nèi)壁和/或鋰負(fù)極極片的表面設(shè)置成粗糙面，適宜的粗糙度有助于提高膜層之間的粘結(jié)力。
12、在一些實施方式中，容納部的內(nèi)壁和/或鋰負(fù)極極片的表面形成凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)至少部分設(shè)置于固態(tài)電解質(zhì)層中。
13、在一些實施方式中，鋰負(fù)極極片的厚度為5um~300um。
14、在一些實施方式中，固態(tài)電解質(zhì)層的厚度為5um~100um。
15、在一些實施方式中，固態(tài)電解質(zhì)層靠近鋰負(fù)極極片的一側(cè)設(shè)置有改性層，且固態(tài)電解質(zhì)層的改性層與鋰負(fù)極極片連接。
16、與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本申請的有益效果如下：
17、本申請通過在鋰負(fù)極極片上設(shè)置容納部，固態(tài)電解質(zhì)層至少部分設(shè)置于容納部中，從而增大了固態(tài)電解質(zhì)層與鋰負(fù)極極片的接觸面積，且本申請中，容納部的橫截面圓弧滿足l=απr/180，且α≤100°，r≤t，有利于在固態(tài)電解質(zhì)層與鋰負(fù)極極片壓合時，固態(tài)電解質(zhì)層中的固態(tài)電解質(zhì)粒子能夠較為順暢的進入容納部中，同時也更容易在容納部中充滿固態(tài)電解質(zhì)粒子，從而有效增大固態(tài)電解質(zhì)層與鋰負(fù)極極片接觸和結(jié)合的面積，使得固態(tài)電解質(zhì)層和鋰負(fù)極極片之間充分緊密接觸，提高了固態(tài)電解質(zhì)層與鋰負(fù)極極片之間的結(jié)合力度，改善了鋰負(fù)極極片與固態(tài)電解質(zhì)層之間的界面接觸性能。
18、同時，固態(tài)電解質(zhì)層中的粘結(jié)劑基層中所具有的活性基團能夠與鋰負(fù)極極片中的鋰金屬結(jié)合，形成更為穩(wěn)定的接觸界面。鋰負(fù)極極片與固態(tài)電解質(zhì)層之間的優(yōu)良界面性能也提高了鋰離子固態(tài)電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，包括正極極片、鋰負(fù)極極片，以及設(shè)置于所述正極極片與所述鋰負(fù)極極片之間的固態(tài)電解質(zhì)層，其中，所述鋰負(fù)極極片上設(shè)置有容納部，所述固態(tài)電解質(zhì)層至少部分設(shè)置于所述容納部中；所述固態(tài)電解質(zhì)層包括粘結(jié)劑基層；其中，所述容納部的橫截面為圓弧，所述圓弧滿足L=απr/180，且α≤100°，r≤T，其中，L為所述圓弧的弧長，α為所述圓弧對應(yīng)的圓心角，r為所述圓弧所在圓的半徑，T為所述鋰負(fù)極極片的厚度；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，所述容納部的開口直徑為d，任意相鄰所述容納部之間的距離為D，且，d/2≤D≤2d。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，所述圓弧的端點處的切線與所述鋰負(fù)極極片的平面之間的夾角β為5°~45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，所述容納部的內(nèi)壁和/或所述鋰負(fù)極極片的表面為粗糙面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，所述容納部的內(nèi)壁和/或所述鋰負(fù)極極片的表面形成凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)至少部分設(shè)置于所述固態(tài)電解質(zhì)層中
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，所述鋰負(fù)極極片的厚度為5um~300um。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，所述固態(tài)電解質(zhì)層的厚度為5um~100um。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，包括正極極片、鋰負(fù)極極片，以及設(shè)置于所述正極極片與所述鋰負(fù)極極片之間的固態(tài)電解質(zhì)層，其中，所述鋰負(fù)極極片上設(shè)置有容納部，所述固態(tài)電解質(zhì)層至少部分設(shè)置于所述容納部中；所述固態(tài)電解質(zhì)層包括粘結(jié)劑基層；其中，所述容納部的橫截面為圓弧，所述圓弧滿足l=απr/180，且α≤100°，r≤t，其中，l為所述圓弧的弧長，α為所述圓弧對應(yīng)的圓心角，r為所述圓弧所在圓的半徑，t為所述鋰負(fù)極極片的厚度；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子固態(tài)電池，其特征在于，所述容納部的開口直徑為d，任意相鄰所述容納部之間的距離為d，且，d/2≤d≤2d。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮玉川，李崢，周柯，韓寒，何泓材，
申請(專利權(quán))人：蘇州清陶新能源科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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