固态电池的设计制造技术

本发明专利技术涉及1.用于制造固态电池（1）、尤其锂离子固态电池的方法，所述固态电池具有第一导体层（2）和第二导体层（6）和至少一个分离层（4），其被堆叠成由至少两个第一导体层（2）和至少两个第二导体层（6）组成的层堆叠，其中第一导体层（2）通过分离层（4）与第二导体层（6）分离，并且其中第一导体层（2）的通过分离层（4）分离的层和/或第二导体层（6）的通过分离层（4）分离的层逐层地被彼此电连接。按照本发明专利技术规定，导体层（2、6）中的至少一个由柔性幅面构成，其中柔性幅面（7.1）作为连续层（7）被放入到层堆叠中，所述连续层（7）至少共同地形成两个第一导体层（2）和/或两个第二导体层（6）。

Solid state battery design

The present invention relates to 1. for the manufacture of solid state battery (1), especially the method of lithium ion solid-state batteries, the solid-state battery has a first conductive layer (2) and the second conductor layer (6) and at least one separation layer (4), which is stacked by at least two of the first conductor layer (2) and to two the second conductor layer (6) composed of the layer stack, wherein the first conductor layer (2) through the separation layer (4) and the second conductor layer (6) separation, and wherein the first conductor layer (2) through the separation layer (4) separation layer and / or the second conductor layer (6). Through the separation layer (4) separation layer is electrically connected to each other. In accordance with the provisions of the invention, a conductor layer (2, 6) at least one of which is composed of a flexible format, flexible format (7.1) as a continuous layer (7) is put into the stack, the continuous layer (7) at least common form two first conductive layer (2) and / or two a second conductive layer (6).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态电池的设计
本专利技术涉及按照权利要求1的前序部分所述的用于制造固态电池的方法以及按照权利要求8的前序部分所述的固态电池。
技术介绍
目前不仅移动应用而且静止应用对固态电池（Feststoffzellen）或者固态电池组（Feststoffbatterien）特别感兴趣。固态电池或者固态电池组也被称作“全固态电池（All-Solid-State-Batterien）”。在此，固态电池仅仅包含固体材料和尤其固体电解质，并且相对于传统的、包含液态电解质的电池组具有以下优点，即固态电池由于使用固体电解质而具有良好的安全相关的特性和＞400Wh/Kg的高能量密度。通过由固体电解质替代液态电解质，例如可以降低热烧断/燃烧（英语：“thermalrunaway（热失控）”）的风险以及固态电池、也即电池组的爆炸，以及提高电池组的安全性和循环稳定性。然而，由固体电解质替代液态电解质通常随着阴极容量的减小而出现，因为材料、诸如LiCoO2具有小的锂离子传导性。此外，在对固态电池充电和放电时，例如固体锂离子电池组由其内部构造和其作用原理决定地具有相比于具有液态电解质的已知锂离子电池提高的膨胀或者收缩。固体锂离子电池组的膨胀或者收缩在此可以视电池构造而定处于10-40%伸缩范围中。此外，所使用的材料、诸如所使用的固体电解质或者例如还有隔板的特性是这样的：不能实现具有卷绕的电池堆叠的圆形或棱柱形规格的固态电池的经典构造。固体电解质尤其可以由陶瓷的或玻璃陶瓷复合物构成，所述陶瓷的或玻璃陶瓷复合物不能在需要的程度上变形或弯曲来因此实现圆形或棱柱形规格的电池的构造。在经典固体电池情况下所使用的隔板也仅能有条件地进行形变（verformen），其中所述隔板例如由具有在其上积聚的聚合物层的陶瓷层组成。因此当前仅经堆叠的电池（堆叠式电池（gestackteZellen））是可能的。然而所述经堆叠的或者堆积的电池（典型地也被称作软包电池（Pouchzelle））具有以下缺点：在阳极侧和阴极侧被构造为集流体（例如Al薄膜或者Cu薄膜）的各个导体层在以软包堆叠技术（Pouch-Stapeltechnik）制造固态电池时必须逐层地被堆叠。在此，薄膜的分切尤其是耗费的，因为例如连接片（接片（tab））必须被设置，以便能够将各个导体层彼此电连接。然而，软包堆叠技术具有以下优点：一方面能够实现当前不能利用卷绕技术制造的固体电池，并且另一方面各个层在层堆叠中干净地以平面方式叠置。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是，至少部分地消除由现有技术已知的缺点。本专利技术的任务尤其是，在使用软包堆叠技术的优点的情况下尤其简化导体层到层堆叠中的分层。为了解决该任务，建议具有权利要求1的全部特征、尤其特征部分的特征的用于制造固态电池、尤其锂离子固态电池的方法。在从属方法权利要求中说明本方法的有利的改进方案。此外，通过具有独立权利要求8的全部特征、尤其其特征部分的特征的固态电池、尤其锂离子固态电池来解决该任务。从从属方法权利要求、从属设备权利要求、说明书和附图得出本专利技术的其他特征和细节。在此，结合按照本专利技术的方法所描述的特征和细节当然结合按照本专利技术的固态电池也适用，并且分别反之亦然，使得关于公开内容始终相互地参考或者可以参考各个专利技术方面。用于制造固态电池、尤其锂离子固态电池的按照本专利技术的方法，所述固态电池具有第一导体层和第二导体层和至少一个分离层，其被堆叠成由至少两个第一导体层和至少两个第二导体层组成的层堆叠，其中通过分离层将第一导体层与第二导体层分离，并且其中将第一导体层的通过分离层分离的层和/或第二导体层的通过分离层分离的层逐层地彼此电连接，所述方法包括以下技术教导：导体层中的至少一个由柔性幅面构成，其中柔性幅面作为连续层被放入到层堆叠中，其中所述连续层至少共同地形成两个第一导体层和/或两个第二导体层。优选地，固体电池组或者固体蓄电池（指的是可再充电电池组）应当被理解为固态电池，所述固体蓄电池在锂离子电池组的情况下使用锂层形式的阳极、或者具有陶瓷或者由玻璃组成而或者由玻璃陶瓷复合物组成的电解质层、以及包括多孔碳层的阴极。阳极和阴极通常通过隔板层与电解质分离，所述隔板层例如包括聚合物陶瓷复合料（Verbundstoff）。通过隔板，改善在阳极处的电荷转移，并且将阴极与电解质电化学连接。此外，隔板用于降低电阻。典型地由薄的薄膜来制造阳极和阴极的导体层，所述导体层也被称作导电体或者阳极集流体或阴极集流体）。在阳极侧上在此这例如可以涉及铜或镍薄膜，在阴极侧上，导体层通常是铝薄膜。与已知的软包堆叠技术不同，为了制造固态电池，按照本专利技术由柔性幅面构成导体层中的至少一个、也即或者阳极集流体或者阴极集流体而也或者两个集流体，所述柔性幅面作为连续层被放入到层堆叠中。从中得出以下优点，要么用于阳极的导体层或用于阴极的导体层也要么两个导体层不必如通常的那样逐层地被分切来将所述分切物逐层地放入到固态电池的层堆叠中，而是用于阴极和/或阳极的导体层作为连续层以形成层堆叠中的层的方式被放入到层堆叠中。在此，此外有利的是，对于例如两个阳极导体层的电连接，可以取消连接片（接片）的昂贵的构成，因为共同地例如形成两个阳极导体层的层作为柔性幅面连续地被构成。相同内容当然也在对于阴极层所使用的柔性幅面作为连续层的情况下适用。作为由柔性幅面组成的连续层逐层地放入第一导体层或者第二导体层应当也被理解为将导体层卷绕或折叠到层堆叠中。因此有利地将导体层中的至少一个实施为可卷绕的或者可折叠的柔性幅面或薄膜。如果阳极导体层例如被构成为由柔性幅面组成的连续层，那么所述阳极导体层可以在制造固态电池时以软包堆叠技术被绕制（durchgewickelt）或者被放入或折入到层堆叠中，所述阳极导体层例如可以是Cu导电体。有利地，仅相应的导体层（阳极或阴极/或分别两者）必须配备有至少一个或刚好仅一个电连接片（接片），以便电连接层堆叠。由此，可以明显地简化固态电池或者相应的层堆叠的制造和构建。为了简化各个层到固态电池的层堆叠的堆叠，有利地作为组件给至少一个导体层预装配隔板和可选地预装配电解质，所述组件在堆叠固态电池时被放入或者卷入或折入由柔性幅面作为连续层构成的导体层中。为了在将固态电池构成为锂离子电池组的情况下避免在充电时锂沉积、或者防止固态电池的放电，阳极导体层优选地至少逐段地被构成有覆层（用于电流隔断），所述阳极导体层例如可以被构成为Cu薄膜。覆层在此也有利地用于避免短路。在放入柔性幅面时，有利地在导体层的层之间形成转向部，所述柔性幅面作为连续层被分层到固态电池的层堆叠中。有利地在此转向部分别包围层堆叠的、在导体层的两个层之间分层的层。有利地，在此导体层在转向部的区域中被涂覆。为了完全地避免对于导体层的耗费的分切，优选地由柔性幅面构成两个导体层、也即被用作阳极集流体或阴极集流体的阳极导体层和阴极导体层，所述柔性幅面作为连续层被放入或者卷绕或折叠到层堆叠中。为了例如避免在转向部的区域中在第一导体层和第二导体层之间的非故意的电连接，阳极导体层与阴极导体层基本上正交地被放入或者卷绕或折叠到层堆叠中。如果固态电池例如被构成为方形的电池堆叠，那么对于作为连续层由柔性幅面构成的阳极导体层，转向部被布置在长方体的一个平处和长方体的与该本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造固态电池（1）、尤其锂离子固态电池的方法，所述固态电池具有第一导体层（2）和第二导体层（6）和至少一个分离层（4），其被堆叠成由至少两个第一导体层（2）和至少两个第二导体层（6）组成的层堆叠，其中所述第一导体层（2）通过所述分离层（4）与所述第二导体层（6）分离，并且其中所述第一导体层（2）的通过所述分离层（4）分离的层和/或所述第二导体层（6）的通过所述分离层（4）分离的层逐层地被彼此电连接，其特征在于，所述导体层（2、6）中的至少一个由柔性幅面（7.1）构成，其中所述柔性幅面（7.1）作为连续层（7）被放入到所述层堆叠中，所述连续层（7）至少共同地形成所述两个第一导体层（2）和/或所述两个第二导体层（6）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.26 DE 102015201281.61.用于制造固态电池（1）、尤其锂离子固态电池的方法，所述固态电池具有第一导体层（2）和第二导体层（6）和至少一个分离层（4），其被堆叠成由至少两个第一导体层（2）和至少两个第二导体层（6）组成的层堆叠，其中所述第一导体层（2）通过所述分离层（4）与所述第二导体层（6）分离，并且其中所述第一导体层（2）的通过所述分离层（4）分离的层和/或所述第二导体层（6）的通过所述分离层（4）分离的层逐层地被彼此电连接，其特征在于，所述导体层（2、6）中的至少一个由柔性幅面（7.1）构成，其中所述柔性幅面（7.1）作为连续层（7）被放入到所述层堆叠中，所述连续层（7）至少共同地形成所述两个第一导体层（2）和/或所述两个第二导体层（6）。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，作为组件给所述第一导体层（2）和/或所述第二导体层（6）预装配所述分离层（4），其中所述组件在安装所述层堆叠时被放入到所述柔性幅面（7.1）中。3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述柔性幅面（7.1）在放入到所述层堆叠中之前至少逐段地被构成有覆层（10）。4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述柔性幅面（7.1）在所述至少两个第一导体层（2）和/或所述两个第二导体层（6）之间被转向，使得在所述两个第一导体层（2）和/或所述两个第二导体层（6）之间形成转向部（9），其中所述层堆叠的布置在所述两个第一导体层（2）和/或所述两个第二导体层（6）之间的层（3、4、5、6）或（2、3、4、5）至少逐段地由每个转向部（9）包围。5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述柔性幅面（7.1）被用作阳极和/或阴...

【专利技术属性】
技术研发人员：I克卡姆，R拉姆赛尔，M科尔贝格尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE