[发明专利]一种防短路固态电池及其制备方法

权利要求书

1.一种防短路固态电池，包括若干电池单元；其特征在于：所述电池单元由正极极片、绝缘环、固态电解质层和负极极片构成；

所述正极极片包括正极集流体和正极涂膜层；

所述负极极片包括负极集流体和负极涂膜层；

所述绝缘环内环的长*宽*高的尺寸与正极涂膜层长*宽*高尺寸相同；

所述绝缘环套设在正极极片的边缘并四方包围住正极涂膜层；

在正极极片设有正极涂膜层的一侧和负极极片设有负极涂膜层之间设置固态电解质层；

所述负极涂膜层宽度L1与正极涂膜层宽度L2满足：0.05mm＜L1-L2＜0.3mm；

所述负极涂膜区长度L3与正极涂膜区长度L4满足：0.05mm＜L3-L4＜0.3mm。

2.根据权利要求1所述的防短路固态电池，其特征在于：所述绝缘环软化温度T为40℃＜T＜150℃。

3.根据权利要求1所述的防短路固态电池，其特征在于：所述绝缘环由热塑性树脂制成，所述热塑性树脂包括PE、PP、PVC、PS、PA、POM、PC、PI、橡胶中一种或多种。

4.根据权利要求1-3中任一所述固态电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备正极极卷

将正极涂膜混合材料涂在正极集流体上，形成正极涂膜层，正极涂膜混合材料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和固态电解质；

S2、将绝缘环通过转印或压制的方法粘结到正极集流体并四方包围住正极涂膜层；

S3、制备负极极卷

将负极涂膜混合材料涂在负极集流体上，负极涂膜混合材料包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和固态电解质；

S4、制备固态电解质层

通过独立成膜或转印成膜的方式制备固态电解质层；所述固态电解质包括氧化物型固态电解质、硫化物型固态电解质、聚合物电解质、卤化物电解质中的一种或多种；

S5、按设计尺寸要求将正极极卷、绝缘环、固态电解质层和负极极卷进行分切；

S6、从下到上将正极极卷、固态电解质层和负极极卷叠片；

S7、将所述叠片进行封装；

S8、对封装好的叠片进行压制，得到产品。

5.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述正极活性物质为镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍钴锰铝酸锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、富锂锰基材料中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述负极活性物质为石墨、硬碳、钛酸锂、硅、硅碳复合材料或氧化硅碳复合材料中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于：步骤S1和S3中，所述导电剂为乙炔黑、科琴黑、气相法碳纤维、碳纳米管、纳米碳纤维、石墨烯或石墨中的一种或多种。

8.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于：步骤S1和S3中，所述粘结剂包括丁苯橡胶、羧甲基纤维素、丙烯腈丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺中的一种或多种。

9.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于：步骤S1和S3中，所述固态电解质为氧化物型固态电解质、硫化物型固态电解质中的一种或两种。

10.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述转印成膜将固态电解质层转印至负极或正极上。

11.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于：步骤S8中，所述压制压力为100MPa-1000MPa。

12.根据权利要求4所述的固态电池的制备方法，其特征在于：步骤S8中，所述压制时温度为40℃-100℃。