[发明专利]一种全固态电池一体化模块的制备方法

说明书

本发明涉及全固态电池技术领域，公开了一种全固态电池一体化模块的制备方法，其主要通过固态电解质、电极和集流体同步涂覆，同步固化来制成一体化模块，这样不仅减少了操作步骤，同时各部分是形成一体的，这样也就减少了界面数量，弱化了界面阻抗的影响，而且还可以降低固态电解质厚度,从而有利于提高全固态电池的生产效率和电性能。

技术领域

本发明涉及全固态电池技术领域，特别涉及一种全固态电池一体化模块的制备方法。

背景技术

近几年，全球新能源汽车产业取得爆发性增长，受益于电动汽车的爆发式发展，动力电池需求快速增长，结合3C数码类以及储能类电池，未来市场空间巨大。目前已经公认将固态电池作为下一代电池技术路线准备，固态电池采用固体电质来替代传统有机液体电解质。相比于传统液态电池，不易燃烧、不易爆炸、高温性能更好、无胀气、无电解液泄露，提高了安全性能。因而，固态电池成为了电池的终极目标，更符合电动汽车和规模储能领域未来发展的需求。

固态电池的研发产业化持续升温，但受到关键材料固态电解质以及电极制备工艺复杂等问题的制约，目前缺乏完善的固态电池的制备工艺及专用设备，尚无产品的量产。且传统固态电池中的电池芯是依次叠合呈正极集流体、正极材料、固态电解质、负极材料和负极集流体结构的，同时，每一层是单独生产出来之后在贴合于一起的，因而界面是比较明显的，从而界面阻抗也比较的大。并且，相对于常规液态电池,需要额外工序以及空间来制备固态电解质薄膜.整个生产过程也比较的费时,无法与现有液态电池制备条件匹配,降低全固态电池制备效率,增加制备成本。要实现全固态电池的产业化,只有导入先进的制备模式,一方面可以实现模块化生产,另一方面可以降低成本.

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体电极模块的制备方法，理念是其将电极与固态电解质制成模块化，方便了与普通对电极进行配对，这样大大降低了生产成本，提高了生产效率，同时，也减少了电池芯的界面阻抗，并降低了固态电解质厚度,提升了所制得的全固态电池整体的电性能。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种全固态电池一体化模块制备方法，包括以下步骤:

步骤一：在干燥气体的情况下，将炭黑、电极材料、碱金属盐、聚合物基体以及无水溶剂进行真空搅拌，得到浆料一，浆料一的固含量为60～90vol％；

步骤二：在干燥气体的情况下，将碱金属盐、聚合物基体以及无水溶剂进行真空搅拌，得到浆料二，浆料二的固含量为30～60vol％；

步骤三：将浆料一与浆料二依次先后均涂布于集流体的两侧，之后同步于80～100oC下干燥1～8小时，之后同步辊压、同步卷绕，得到依次为固态电解质、电极、集流体、电极和固态电解质的一体化模块。

通过采用上述技术方案，一方面全固态电池一体化模块所有材料只需要一次性涂覆一次性干燥烘烤，就能够制得，从而不仅节省了干燥所需能耗，还省去了固态电解质大面积流延场所以及将固态电解质揭下来的步骤。而且，在后续组装成电池芯的过程中，只要一体化模块上叠放上常规对电极，将两层结构通过卷绕或者层叠就能够制成全固态电池芯了。最终，有效地提高了电池芯的生产效率。

优选为，按质量份数计，所述浆料一按质量份数计，包括1～2份炭黑、7～9份电极活性材料、0.2～2份碱金属盐和1～5份聚合物基体；所述浆料二包括碱金属盐0.2～2份和1～5份聚合物基体。

优选为，所述电极活性材料可以为正极活性材料和负极活性材料的任意一种。

优选为，所述正极活性材料可以为锂离子电极材料和钠离子电极材料中的一种，所述负极活性材料可以为金属锂电极、双面石墨基电极、双面硅碳复合电极、金属钠电极和双面硬碳电极中的任意一种。

优选为，所述锂离子电极材料可以为LFP、NCA、NCM和富锂中的任意一种。