[发明专利]高能量密度的全固态电池及其制造方法

说明书

公开了具有高能量密度的全固态电池及其制造方法。一种全固态电池，包括第一单元，每个包括第一电极集流体和形成在第一电极集流体的两个表面上的第一电极活性材料层；第二单元，每个包括第二电极集流体、形成在第二电极集流体的两个表面上的第二电极活性材料层以及形成在第二电极活性材料层上的固体电解质层，其中，第一单元和第二单元交替地堆叠。电池还包括容纳在第一电极活性材料层的边缘部分与第二单元的侧表面之间的空间中的绝缘构件。本公开压制一个电池结构而不是压制每个电池单元，减少了消耗的第一电极集流体或第二电极集流体的数目，并且使用了绝缘构件，从而简化全固态电池的制造工艺并允许全固态电池具有高能量密度和稳定的结构。

技术领域

本公开涉及具有高能量密度的全固态电池及其制造方法。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

通常，可充电二次电池不仅用于诸如移动电话、笔记本计算机等的小型电子设备中，而且还用于诸如混合动力电动汽车，电动汽车等的大型交通工具中。

大多数传统的二次电池基于有机溶剂(有机液体电解质)构成电池，因此显示出稳定性和能量密度的提高的局限性。

另一方面，使用无机固态电解质的全固态电池是基于不包含有机溶剂的技术来制造的，因此使得其电池能够以更安全、更简单的形式被制造并且现在受到关注。

然而，全固态电池的实际能量密度和输出低于使用液体电解质的常规锂离子电池的能量密度和输出。在全固态电池中，由于包括固态电解质的电解质膜位于正极和负极之间，因此与常规锂离子电池相比，全固态电池具有大的体积和重量，并因此具有较低的单位体积能量密度和单位重量能量密度。如果减小电解质膜的厚度，则正极和负极之间可能发生短路。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，因此，其可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

相关技术文献

专利文献

韩国注册专利第10-1750145号

发明内容

本公开提供了一种可以具有高稳定性和能量密度的全固态电池，同时发挥该固态电池作为二次电池的原始功能。

本公开还提供了一种用于制造全固态电池的方法，其中，可以通过简单的工艺来防止或抑制在电池的边缘部分处发生的短路，并且可以有效地制造全固态电池。

在一个方面，本公开提供了一种全固态电池，包括第一单元，每个第一单元包括第一电极集流体和形成在第一电极集流体的两个表面上的第一电极活性材料层。电池还设置有第二单元，每个第二单元包括第二电极集流体、形成在第二电极集流体的两个表面上的第二电极活性材料层以及形成在第二电极活性材料层上的固体电解质层，其中，第一单元和第二单元交替地堆叠。电池还包括容纳在第一电极活性材料层的边缘部分与第二单元的侧表面之间的空间中的绝缘构件。

在一种形式中，全固态电池可以进一步包括第三单元，每个第三单元包括第三电极集流体和形成在第三电极集流体的一个表面上的第三电极活性材料层，并且第三单元可以位于全固态电池的最外侧位置。

在另一种形式中，第一单元的面积可以大于或等于第二单元的面积。

在又一形式中，第二单元可以放置在第一电极活性材料层的中心部分上，使得第一电极活性材料层和固体电解质层堆叠为彼此接触。

在又一形式中，第一电极活性材料层的中心部分的面积可以大于或等于第二单元的面积。

在另一种形式中，一个绝缘构件和与之相邻的另一绝缘构件的厚度之和可以与第二单元的厚度相同。

在另一种形式中，绝缘构件可以围绕第二单元的侧表面，并且由透明材料形成。