[发明专利]全固态二次电池

说明书

根据本方面的全固态二次电池包括：阴极层，包括阴极活性物质；阳极层，包括阳极集流体和设置在阳极集流体上的阳极活性物质层并且包括阳极活性物质和非晶碳；以及固体电解质层，设置在阴极活性物质层和阳极活性物质层之间，其中阳极活性物质与非晶碳的重量比为1:3至1:1。

技术领域

本公开的实施方式涉及全固态二次电池。

背景技术

最近，使用固体电解质作为电解质的全固态二次电池已经引人关注。为了增加这种全固态二次电池的能量密度，已经提出使用锂作为阳极活性物质。例如，已知锂的容量密度(即，每单位质量的容量)为通常用作阳极活性物质的石墨的大约10倍。所以，当锂用作阳极活性物质时，全固态二次电池可被制造成具有更轻的重量或更小的尺寸，以及具有增加的输出功率。

当锂用作阳极活性物质时，在充电期间可在阳极侧沉淀锂(金属锂)。随着全固态二次电池重复充电和放电，在阳极侧沉淀的锂可通过固体电解质的间隙(空隙空间)以分枝树状方式生长。以分枝树状方式生长的锂可称为锂晶枝，并且晶枝的生长可造成二次电池短路。锂晶枝的生长也可造成二次电池的容量减少。

发明内容

技术问题

根据本公开的方面，提供了使用锂作为阳极活性物质的全固态二次电池。

技术方案

根据方面的全固态二次电池可包括：阴极层，包括阴极活性物质；阳极层，包括阳极集流体和设置在阳极集流体上的阳极活性物质层并且包括阳极活性物质和非晶碳；以及固体电解质层，设置在阴极活性物质层和阳极活性物质层之间，其中阳极活性物质与非晶碳的重量比为1:3至1:1，以面板形状提供阳极层，并且阳极层具有0.5mΩcm或更小的薄层电阻。

基于阳极活性物质层的总重，含有的阳极活性物质的比例可为1重量百分数(wt％)至50wt％。

阳极活性物质可包括金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、硅(Si)、银(Ag)、铝(Al)、铋(Bi)、锡(Sn)、钛(Ti)和锌(Zn)中的中的至少一种。

非晶碳可包括炭黑(CB)、乙炔黑(AB)、炉法炭黑(FB)、科琴黑(KB)和石墨烯中的至少一种。

阳极活性物质层可进一步包括粘结剂。

基于阳极活性物质的总重，含有的粘结剂的量可为0.3wt％至15wt％。

阳极活性物质层可具有范围为1微米(μm)至20μm的厚度。

全固态二次电池可进一步包括金属层，设置在阳极集流体和阳极活性物质层之间，其中金属层包括锂和锂合金中的至少一种。

在全固态二次电池充电之前，金属层可设置在阳极集流体和阳极活性物质层之间。

金属层可具有范围为1μm至200μm的厚度。

全固态二次电池可包括薄膜，其包括能够与阳极集流体上的锂形成合金的元素，其中

薄膜设置在阳极集流体和阳极活性物质层之间。

薄膜可具有范围为1nm至500nm的厚度。

在全固态二次电池的初始状态或放电之后，阳极集流体、阳极活性物质层以及阳极集流体和阳极活性物质层之间的区可为不含锂(Li)的区。

全固态二次电池可为锂电池。

有益效果

另外，根据公开的实施方式，可提供包括阳极活性物质层的全固态二次电池，该阳极活性物质层包括以适当的重量比混合的阳极活性物质和非晶碳的混合物。

另外，根据公开的实施方式，可提供在阳极活性物质层和阳极集流体之间具有增强的结合力的全固态二次电池。