[发明专利]全固态电池和制造全固态电池的方法

说明书

根据本申请的一种全固态电池包括固态电解液膜保护构件，该固态电解液膜保护构件设置在具有电极的表面上并且补偿了电极与固态电解液膜之间的表面面积差，因此固态电解液膜的端部部分被固态电解液膜保护构件支承。因此，即使固态电解液膜由于包括聚合物类固态电解液具有低的机械强度和高的柔性而具有不良的形状稳定性，固态电解液膜的端部部分也可以被固态电解液膜保护构件支承。结果，可以防止对固态电解液膜的端部部分的损坏。另外，本发明涉及一种制造全固态电池的方法，就工艺便利性而言是高度有效的，因为能够通过上述方法容易和简单地将固态电解液膜保护构件设置在具有电极和固态电解液膜之间的表面积差的部分上。

技术领域

本申请要求于2020年4月6日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2020-0041744的优先权。本公开涉及包括负极、正极和位于负极和正极之间的固态电解液膜的全固态电池和用于制造该全固态电池的方法。具体地，本公开涉及用于制造包括固态电解液膜保护构件的全固态电池的方法，该固态电解液膜保护构件补偿了由于电极与固态电解液膜之间的面积差而产生的面积差，以便防止固态电解液膜的边缘部分受损。

背景技术

使用液态电解液的锂离子电池具有通过隔膜将负极与正极彼此分开的结构。因此，当隔膜因变形或外部冲击而受损时，可能发生短路，从而导致诸如过热或爆炸这样的风险。因此，可以说，开发能够确保安全的固态电解液是锂离子二次电池领域中的非常重要的问题。

使用固态电解液的锂二次电池的优点在于，它具有增强的安全性，防止了电解液泄漏以提高电池的可靠性，并且有利于制造出薄型电池。另外，锂金属可以用作负极以提高能量密度。因此，除了紧凑型二次电池之外，这种使用固态电解液的锂二次电池还被预计应用于电动车辆的高容量二次电池，并作为下一代电池而备受关注。

通常，使用聚合物固态电解液、氧化物类固态电解液和硫化物类固态电解液材料作为固态电解液材料。当单独使用这种固态电解液材料制造独立型电解液膜时，在制造固态电解液膜或电池期间可能出现诸如电解液膜撕裂这样的缺陷。具体地，当制造电池时，电解液膜与电极的面积相比通常具有更大的面积，以便避免负极与正极之间的电干扰，并且电极设置在固态电解液膜的内部。图1例示了接连堆叠正极、固态电解液膜和负极的全固态电池的截面图。参照图1，固态电解液膜在横向和/或纵向方向上与正极和负极相比具有更大的长度。因此，固态电解液膜有可能会受损，并且例如，在电极的诸如层压这样的制造期间和/或由于因电池的重复充电/放电引起的电极设备的体积变形，固态电解液膜可能被电极的边缘部分(即，外边界)推动和撕裂。结果，固态电解液膜经历绝缘性能下降，从而引起正极与负极之间的短路(参见图2)。为了防止以上提到的问题，已经考虑了以下方法：引入固态电解液膜保护构件，以消除电极与固态电解液膜之间的这种面积差并防止固态电解液膜被电极的边缘部分损坏。然而，特别地，包含聚合物固态电解液材料的固态电解液膜是软质的，并具有显著低的机械强度，因此不能容易地处理。另外，在堆叠电极和固态电解液膜之后在固态电解液膜的未被电极覆盖而暴露于外部的部分中引入固态电解液膜保护构件的处理是非常困难的。在这些情况下，需要用于制造包括在固态电解液膜中引入固态电解液膜保护构件的全固态电池的新型方法。

发明内容

技术问题

本公开旨在解决现有技术的问题，因此，本公开涉及提供补偿了由于电极与固态电解液膜之间的面积差而产生的面积差的、设置有固态电解液膜保护构件的全固态电池。本公开还涉及提供一种用于制造设置有固态电解液膜保护构件的全固态电池的方法。可以根据以下的具体说明来理解本公开的这些和其它目的和优点。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的装置及其组合来实现。

技术方案

根据本公开的第一实施方式，提供了一种全固态电池，所述全固态电池具有连续堆叠负极、正极和插置在所述负极和所述正极之间的固态电解液膜的结构，其中，所述固态电解液膜基于堆叠表面与所述负极和所述正极相比具有更大的面积。

所述负极和所述正极基于所述堆叠表面设置在所述固态电解液膜的内部，