[发明专利]全固态电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种全固态电池及其制备方法，其中制备方法包括：步骤A：准备正极板，所述正极板由正极材料制成；步骤B：在所述正极板的一面上依次气相沉积导电增强薄膜和正极集电极，且在所述正极板的另一面上依次气相沉积固态电解质薄膜、负极薄膜、导电增强薄膜以及负极集电极。基于本发明的方案，提供了一种全新的连续镀膜方法，有利于优化全固态电池的制备方案及电池性能。

技术领域

本发明涉及大规模储能、动力能源领域，特别是涉及全固态电池及其制备方法。

背景技术

现有的常规电池储能系统采用液态电解质，存在着易泄露、易腐蚀、服役寿命短、安全性差与可靠性低等问题，不能完全满足规模化工业储能在安全性方面的要求。

由于液态电解质多为可燃的液态材料，若电极与电解质之间的界面上产生枝晶，电池可能会因短路而发生自燃，导致安全事故。为了防止电池因枝晶的生成而导致短路，现有技术必须在电池的两极之间放置隔膜，这既增加了电池的结构复杂性，提高了生产成本和电池重量，又降低了电池的能量密度。

发明人认识到，引入薄膜制造技术制备全固态电池，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的一个目的是要克服现有技术中的至少一个技术缺陷，提供一种全固态电池及其制备方法。

本发明的一个进一步的目的是提供一种全固态电池的制备方法，简化电池结构、获得良好的电池性能且提高安全性。

本发明的又一个进一步的目的是提供一种全新的镀膜方法，优化全固态电池的制备方案及电池性能。

根据本发明的一方面，提供了一种全固态电池的制备方法，包括：步骤A：准备正极板，正极板由正极材料制成；步骤B：在正极板的一面上依次气相沉积导电增强薄膜和正极集电极，且在正极板的另一面上依次气相沉积固态电解质薄膜、负极薄膜、导电增强薄膜以及负极集电极。

可选地，在步骤A之后，且在步骤B之前，还包括：将正极板输送至连续磁控溅射生产线，以在正极板的两面上分别通过溅射进行气相沉积。

可选地，在将正极板输送至连续磁控溅射生产线的步骤中，先将正极板安装至传送工装线，并利用传送工装线将正极板传送到连续磁控溅射生产线。

可选地，准备正极板的步骤包括：将正极材料烧结成板状，经平整化加工以及清洗，得到正极板。

可选地，在准备正极板的步骤中，正极材料为锂电池正极材料或钠电池正极材料。

可选地，在准备正极板的步骤中，制得的正极板的表面平整误差小于0.15μm。

可选地，在正极板的一面上气相沉积正极集电极的步骤中，沉积的正极集电极的膜层厚度为30～50μm。

可选地，在正极板的另一面上气相沉积固态电解质薄膜的步骤中，固态电解质薄膜为磷化物、氧化物和硫化物中的一种或多种，且固态电解质薄膜的膜层厚度为10～10000nm。

可选地，在正极板的另一面上气相沉积负极薄膜的步骤中，负极薄膜为合金薄膜、氧化物薄膜或硫化物薄膜，其中合金为锂及含锂的合金、钠及含钠的合金、或者过渡金属的合金；且负极薄膜的膜层的厚度为100～2000000nm。

可选地，沉积在正极板的一面的导电增强薄膜、以及沉积在正极板的另一面的导电增强薄膜分别包括石墨烯薄膜，且膜层厚度分别为1～20nm。

可选地，在正极板的另一面上气相沉积负极集电极的步骤中，负极集电极为铜膜或者铝膜，且负极集电极的膜层厚度为30～50μm。