一种硫化铜固态电池及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种硫化铜固态电池，所述正极和负极之间设置有用于导通正极和负极的固态电解质导体，所述固态电解质导体为硫化铜、镓、以及凝胶的混合物，所述硫化铜、镓、以及凝胶的质量比为7.5～11：0.7～1.6：1～2.4，此混合物为膏状；所述硫化铜固态电池的制作方法为先将硫化铜与镓混合搅拌，再加入凝胶搅拌，通过涂胶机将混合物涂覆于正极和负极上，利用常规锂电池生产设备进行卷绕、切割。本发明专利技术通过将硫化铜、镓以及凝胶按照一定质量比混合，将混合物涂覆于正极和负极上，通过常规锂电池的生产设备，将负极与正极之间设置隔膜后进行卷绕、切割，电池导电体为固态形状，使用安全，且能量密度大。

A Copper Sulfide Solid State Battery and Its Fabrication Method

【技术实现步骤摘要】
一种硫化铜固态电池及其制作方法
本专利技术涉及电池及其制作方法领域，尤其涉及的是一种硫化铜固态电池及其制作方法。
技术介绍
现有技术中，大部分锂电池由于材料密度问题，能量密度难以大幅提高，在电动汽车续航问题上难以突破，且电池中的媒介物为可燃性电解液，使用过程中由于碰撞，容易造成电解液泄露而发生危险。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能量密度大、使用安全、生产简单的硫化铜固态电池及其制作方法。本专利技术的技术方案如下：一种硫化铜固态电池，包括正极和负极，所述正极和负极之间设置有用于导通正极和负极的固态电解质导体，所述固态电解质导体为硫化铜、镓、以及电解液的混合物，所述混合物为膏状，所述硫化铜、镓、以及电解液的质量比为7.5～11：0.7～1.6：1～2.4。采用上述技术方案，所述的硫化铜固态电池中，所述电解液为凝胶。采用上述各个技术方案，所述的硫化铜固态电池中，所述硫化铜、镓、以及凝胶的质量比为9：1：1.5。采用上述各个技术方案，所述的硫化铜固态电池中，所述固态电解质导体厚度为170～310μm。采用上述各个技术方案，所述的硫化铜固态电池中，所述固态电解质导体厚度为210μm。一种制作所述硫化铜固态电池的方法，制作步骤为：1)、将硫化铜和镓按照质量比加入至体积为0.5mm3的密封容器中混合；2)、将密封容器中的温度设定在10～23℃；3)、将密封容器中的混合物搅拌45min；4)、按照质量比加入电解液，并搅拌30min；5)、将搅拌好的混合物通过涂胶机涂覆在正极和负极上；6)、将涂覆有混合物的负极和正极组装，通过卷绕机的卷绕和切片机的切片，得到上述硫化铜固态电池。采用上述各个技术方案，本专利技术通过将硫化铜、镓以及凝胶按照一定质量比混合，将混合物涂覆于正极和负极上，通过常规锂电池的生产设备，将负极与正极组装后进行卷绕、切割，电池导电体为固态形状，使用安全，且能量密度大。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的正极和负极之间设置有隔膜的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细说明。如图1，本实施例提供了一种硫化铜固态电池，包括正极1和负极2，所述正极1和负极2之间设置有用于导通正极1和负极2的固态电解质导体3，所述固态电解质导体3为硫化铜、镓、以及电解液的混合物，所述混合物为膏状，所述硫化铜、镓、以及电解液的质量比为7.5～11：0.7～1.6：1～2.4，此质量比之下的电池导电率在1.2×10-6Scm-1至6.8×10-2Scm-1之间变化。其中，正极1为钴酸锂材料，负极2为石墨，正极1与负极2之间设置的导电介质为固态电解质导体3，用于混合硫化铜和镓的电解液为凝胶。当然，电解液不仅仅局限于凝胶，还可以是其他用于混合硫化铜和镓，并能使混合物呈膏状的电解液。在硫化铜、镓、以及凝胶的不同质量比之下，整个电池的导电率也不尽相同。一般来讲，凝胶比例占比过多，则整个电解质极易成为流状态；而凝胶比例占比过小，则固态电解质导体3不能均匀涂覆在正极1和负极2上，制成的电池电阻极大。为了既保证电池导电介质呈固态状，又能保证电池导电介质的导电率最佳，所述硫化铜、镓、以及凝胶的质量比为9：1：1.5。此质量比之下的导电介质呈固态状，且导电率最佳，为6.4×10-2Scm-1，电池容量为230Amhg-1。进一步的，为了使电池保持良好的导电率和电池容量，所述固态电解质导体3厚度为170～310μm，电池容量在120-230Amhg-1之间，其中，所述固态电解质导体3最佳的厚度为210μm。采用上述各个技术方案，制作所述硫化铜固态电池的方法，制作步骤为：1)、将硫化铜和镓按照质量比加入至体积为0.5mm3的密封容器中混合，此过程需保持空气干燥；2)、将密封容器中的温度设定在10～23℃；3)、将密封容器中的混合物搅拌45min；4)、按照质量比加入电解液，并搅拌30min；5)、将搅拌好的混合物通过涂胶机涂覆在正极1和负极2上，涂覆厚度为210μm；6)、将涂覆有混合物的负极2和正极1组装，通过卷绕机的卷绕和切片机的切片，制成上述硫化铜固态电池，制成的硫化铜固态电池形状可以为方形、圆柱形、以及硬壳状等结构。如图2，需要说明色是，本实施例中，正极与负极之间同样可以设置隔膜，可以将硫化铜、镓、以及凝胶的混合物涂覆在隔膜的两侧，然后再将正极和负极设置在隔膜两侧，组装好后再进行卷绕、切片。或者说，可以将硫化铜、镓、以及凝胶的混合物寄涂覆在隔膜两侧，也分别在正极和负极上涂覆混合物，然后再将涂覆有混合物的正极、负极、以及隔膜进行组装，最后进行卷绕、切片。因此，对于正极和负极之间是否需要设置隔膜4，以及对于硫化铜、镓、以及凝胶的混合物具体如何涂覆在正极、负极或者隔膜上，本实施例不做过多的要求，仅根据实际生产需求而定。采用上述各个技术方案，本专利技术通过将硫化铜、镓以及凝胶按照一定质量比混合，将混合物涂覆于正极和负极上，通过常规锂电池的生产设备，将负极与正极组装后进行卷绕、切割，电池导电体为固态形状，使用安全，且能量密度大，本专利技术可提高电池能量密度300～700，提高电池的使用时长。以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫化铜固态电池，包括正极和负极，其特征在于：所述正极和负极之间设置有用于导通正极和负极的固态电解质导体，所述固态电解质导体为硫化铜、镓、以及电解液的混合物，所述混合物为膏状，所述硫化铜、镓、以及电解液的质量比为7.5～11：0.7～1.6：1～2.4。

【技术特征摘要】
1.一种硫化铜固态电池，包括正极和负极，其特征在于：所述正极和负极之间设置有用于导通正极和负极的固态电解质导体，所述固态电解质导体为硫化铜、镓、以及电解液的混合物，所述混合物为膏状，所述硫化铜、镓、以及电解液的质量比为7.5～11：0.7～1.6：1～2.4。2.根据权利要求1所述的硫化铜固态电池，其特征在于：所述电解液为凝胶。3.根据权利要求2所述的硫化铜固态电池，其特征在于：所述硫化铜、镓、以及凝胶的质量比为9：1：1.5。4.根据权利要求3所述的硫化铜固态电池，其特征在于：所述固态电解质导体厚度为170～31...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆国，伍伟东，
申请(专利权)人：深圳小穗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44