[发明专利]固体电解质膜、其制造方法以及包含其的固态电池

说明书

本发明公开了固态电池用固体电解质膜的制造方法以及由此获得的固体电解质膜。所述固态电池用固体电解质膜包括经热处理的多孔聚合物片和固体电解质材料，其中，所述固体电解质材料和所述多孔聚合物片形成复合物使得经热处理的多孔聚合物片的孔填充有所述固体电解质材料。以此方式，可以提供机械强度高且离子电导率高的固态电池用固体电解质膜。

技术领域

本申请要求于2019年5月3日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0052529的优先权。本发明涉及固态电池用电解质膜、包含该电解质膜的固态电池以及该电解质膜的制造方法。

背景技术

使用液体电解质的锂离子电池具有负极和正极由隔膜限定的结构，因此，当隔膜因变形或外部冲击而受损时，可能导致短路，从而造成诸如过热或爆炸等危险。因此，可以说开发能够确保安全性的固体电解质是锂离子二次电池领域中非常重要的课题。

使用固体电解质的锂二次电池的优点在于，其具有增强的安全性，防止电解质的泄漏从而提高电池的可靠性，并有助于制造薄型电池。

然而，当将这种包含固体电解质的固体电解质膜形成为薄膜时，存在机械强度劣化的问题。另外，由于固体电解质膜在正极和负极之间起着离子通道的作用，因此仍然要求固体电解质膜具有高的离子电导率。

发明内容

[技术问题]

设计本发明以解决相关技术的问题，因此，本发明旨在提供离子电导率高且机械强度高的固体电解质膜以及包含该固体电解质膜的固态电池。本发明还涉及上述固体电解质膜以及包含该固体电解质膜的固态电池的制造方法。本发明的这些和其他目的和优点可以由以下详细描述理解，并且将由本发明的示例性实施方式而变得更加显而易见。而且，将容易理解的是，本发明的目的和优点可以通过所附权利要求书中所示的手段及其组合来实现。

[技术方案]

在本发明的一个方面中，提供了一种以下实施方式中任一个所述的固态电池用固体电解质膜的制造方法。

根据本发明的第一实施方式，提供了一种固态电池用固体电解质膜的制造方法，其包括以下步骤：

(S10)准备多孔聚合物片；

(S11)固定所述多孔聚合物片的端部并进行热处理；

(S12)将包含固体电解质材料的固体电解质膜层设置在经热处理的所述多孔聚合物片的至少一个表面上以获得层叠结构体；和

(S13)对所述层叠结构体进行加压，使得经热处理的所述多孔聚合物片填充有固体电解质材料。

根据本发明的第二实施方式，提供了如第一实施方式中所限定的固态电池用固体电解质膜的制造方法，其中，步骤(S11)中的所述热处理在低于步骤(S10)中的所述多孔聚合物片的熔点的温度下进行。

根据本发明的第三实施方式，提供了如第一或第二实施方式中所限定的固态电池用固体电解质膜的制造方法，其中，步骤(S11)中的所述热处理在50℃至300℃下进行10分钟至24小时。

根据本发明的第四实施方式，提供了如第一至第三实施方式中任一项所限定的固态电池用固体电解质膜的制造方法，其中，步骤(S10)中的所述多孔聚合物片的孔隙率为20体积％至50体积％且平均孔径为20nm至500nm。

根据本发明的第五实施方式，提供了如第一至第四实施方式中任一项所限定的固态电池用固体电解质膜的制造方法，其中，步骤(S11)中的经热处理的多孔聚合物片的平均孔径(B)与步骤(S10)中的多孔聚合物片的平均孔径(A)之比(B/A)为1.1至100。