[发明专利]一种固态电池的预制模块、固态电池及其制备方法

权利要求书

1.一种固态电池的预制模块，其特征在于，包括：层叠设置的正极复合单元和负极复合单元；所述正极复合单元包括：双极板和正极活性物质层，所述正极活性物质层复合在所述双极板的一面，所述正极活性物质层具有预设压实密度；所述负极复合单元包括：固态电解质层和负极活性物质层，所述负极活性物质层复合在所述固态电解质层的一面；熔融态下的所述负极活性物质层与所述双极板的另一面粘合；所述预制模块的制备方式为：先形成所述负极复合单元，再对所述负极复合单元进行加热以使所述负极活性物质层处于熔融态，再将所述正极复合单元放置在负极复合单元的上方，并使双极板的一面与熔融态的负极活性物质层粘合。

2.如权利要求1所述的固态电池的预制模块，其特征在于，所述预设压实密度大于等于2.8 g/cm³。

3.一种固态电池，其特征在于，包括：至少两个层叠设置的如权利要求1或2所述的预制模块，以及设置在两个相邻预制模块之间的离子导体粘合层;所述离子导体粘合层用于将相邻两个预制模块中上一所述预制模块的固态电解质层的另一面与下一所述预制模块的正极活性物质层的表面粘合并导通离子。

4.如权利要求3所述的固态电池，其特征在于，所述离子导体粘合层的材料为具有离子导通的有机聚合物或有机-无机复合材料。

5.如权利要求4所述的固态电池，其特征在于，所述有机聚合物包括：全氟磺酸类、聚离子液体、PEO、PEG、PAA、磺化聚氨酯或磺化聚醚醚酮中的一种或多种组合。

6.如权利要求4所述的固态电池，其特征在于，所述有机-无机复合材料为有机材料与无机材料的复合材料，所述有机材料包括：全氟磺酸类、聚离子液体、PEO、PEG、PAA、磺化聚氨酯、磺化聚醚醚酮、PVDF、PTFE、CMC或SBR中的一种或多种组合，所述无机材料包括:钙钛矿型、NASICON型、LISICON型及石榴石型固态电解质中的一种或多种组合。

7.一种基于权利要求3-6任一项所述的固态电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将正极活性物质浆料复合在双极板的一面形成正极活性物质层，得到由具有预设压实密度的正极活性物质层和双极板组成的正极复合单元；

将负极活性物质复合在固态电解质层的一面形成负极活性物质层，得到由负极活性物质层和固态电解质层组成的负极复合单元；

使负极活性物质层处于熔融态，将正极复合单元叠放在负极复合单元的上方，并使双极板的另一面朝向熔融态的负极活性物质层，使得双极板的另一面与熔融态的负极活性物质层粘合，待熔融态的负极活性物质层固化后得到所述预制模块；

将至少两个预制模块层叠设置，并在相邻两个预制模块之间设置离子导体粘合层，使得相邻两个预制模块中上一预制模块的固态电解质层的另一面与下一预制模块的正极活性物质层的表面粘合，待离子导体粘合层固化后得到固态电池。

8.如权利要求7所述的固态电池的制备方法，其特征在于，所述将正极活性物质浆料复合在双极板的一面形成正极活性物质层，得到由正极活性物质层和双极板组成的正极复合单元的步骤中，在将正极活性物质浆料复合在双极板的一面后，待正极活性物质浆料固化并经辊压后形成具有预设压实密度的所述正极活性物质层。

9.如权利要求7所述的固态电池的制备方法，其特征在于，对固态电解质层加热，并使加热温度达到负极活性物质层的熔点以上，将负极活性物质复合在固态电解质层的一面形成负极活性物质层，以得到熔融态的负极活性物质层。