[发明专利]一种固态电池的制备方法

说明书

本发明一种固态电池的制备方法，包括正极片、负极片和固态电解质层的制造，通过依次叠片、压制、封装而成固态电池。其中：固态电解质层由固态电解质材料进行干燥、压片、切片处理得到；所述固态电解质材料采用真空快淬方法制备：先对固态电解质材料的原料进行真空感应熔炼，然后通过高速旋转的快淬辊装置对熔融状态的熔液急速冷却实施快淬，即得。本发明提供的制备方法由于固态电解质材料通过真空快淬方法制得，获得的固态电解质材料粒度分布更集中，最终制得的固态电池具有更大能量密度，而且整个制备时间大大缩短，能极大提高固态电解质材料的生产效率从而提高固态电池的生产效率，实现固态电池的高效、大批量工业化生产。

技术领域

本发明涉及固态电池制备的技术领域，具体涉及一种固态电池的制备方法。

背景技术

随着煤炭和石油等传统化石能源的过度使用，能源危机、环境污染及生态问题等问题凸显。锂离子电池具有能量密度高、电化学窗口宽、环境友好等优势，被视为最具竞争力的电化学储能技术之一，在储能中的应用越来越广泛。但传统锂离子电池用电解质为液态有机电解液，大容量储存电量时安全隐患较大。固态电池具有能量密度高、体积小、柔性好和安全性高等优点，是解决现有锂离子电池容量限制的最佳方案，因此，开发固态电池可从根本上解决传统锂离子电池存在的各种问题。

宁德时代在固态电池制造工艺路线上提出：正极材料与离子导体的均匀混合与涂覆;经过一轮预热压，形成连续的离子导电通道；经过二次涂覆LPS之后，再进行热压，全固态化之后可以去掉孔隙；再涂覆缓冲层后与金属锂复合叠加，然后通过叠片或卷绕工艺形成电池组。

Sakti3公司在电池的制造工艺、封装工艺、电池结构等方面均有有所研究，以氧化物固态电解质（LiPON）研究为主。关于固态电池的制造工艺路线，Sakti3公司通过物理气相沉积的方法，采用串联的真空腔室分别依次在基底上沉积：释放材料→第一集电器→第一电极层→电解质→第二电极层→第二集电器→中间层→第一集电极...等膜层，通过循环重复沉积，将相关膜层重复许多次堆叠来获得高能量密度，达到所需的容量，最后通过沉积相应金属层覆盖电池表面，进行封装。

比亚迪主要采用涂覆工艺，通过材料表面包覆、掺杂新型材料结构来提高锂离子迁移能力，提高固态电解质的离子电导率和机械性能。关于固态电池的制造工艺路线：正极材料和相应溶剂均匀混合、涂覆、干燥和压延；第一无机电解质层的涂覆、烘干和压片；第二聚合物电解质层的涂覆、烘干和压片；负极材料和溶剂的均匀混合、涂覆、干燥和压延，最后进行、干燥、包装制得电池。

无论是采用涂覆工艺或者是薄膜沉积工艺进行制备固态电池，都难以实现大批量、安全、高效的生产。因此，拟提出一种固态电池的制备方法，以解决此问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种高效的、适合于量产应用的制备固态电池的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种固态电池的制备方法，包括：

S1、制备固态电解质层，具体包括：

S101、真空快淬法制备固态电解质材料：（1）真空感应熔炼：在感应熔炼装置中对固态电解质材料的原料进行真空感应熔炼；（2）真空快淬：通过高速旋转的快淬辊装置对熔融状态的熔液急速冷却实施快淬，得到固态电解质材料；

S102、对步骤S101制得的固态电解质材料进行干燥、压片处理，最后按所需尺寸切片即得固态电池电解质层；

S2、制备正极片；

S3、制备负极片；

S4、制备固态电池：将制得的固态电解质层的一面叠放正极片、一面叠放负极片，压制、封装即得固态电池。

进一步地，步骤S101的步骤（2）真空快淬过程具体包括：