固态电池及其制造工艺制造技术

固态电化学电池结构包括至少一个集成的负极‑集流体结构，其具有通过电解质层分开的对应集成正极‑集流体结构。集成的负极或正极‑集流体结构可以被制造为具有大于或远大于其厚度的表面积的大致平面或平面层结构，并且其分别承载负极或正极材料组合物，集流体层被包封、嵌入或装如所述大致平面或平面层结构中；或多孔3D网格集流体结构，通过驻留在3D网格集流体结构的空隙体积分数内，负极材料组合物或正极材料组合物分别被包封、嵌入或装入所述多孔3D网格集流体结构。集成负极‑集流体结构、正极‑集流体结构和电解质层可以通过添加剂制造工艺(例如，3D打印)来制造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态电池及其制造工艺
本公开的方面涉及用于生产固态电化学电池的固态电化学电池制造技术，所述固态电化学电池具有(i)负极-集流体结构，其包括含有、包围或装有集流体材料的负极材料，或反之亦然；和/或(ii)正极-集流体结构，其包括含有、包围或装有集流体材料的正极材料，或反之亦然。负极-集流体结构和/或正极-集流体结构的一个或多个部分可以通过添加剂制造(例如，3D打印)来选择性地或定制地制造。
技术介绍
绝大多数现在的锂离子电池组电池由集流体片或层的辊或折叠堆组成。集流体为连接到电池的电极端子的电子导体材料(例如，由于其中的电子传输的高导电材料)，并且其(a)从氧化反应收集电子，和(b)提供用于电池内的还原反应的电子。更具体地，第一集流体片或层被负极材料或粒子涂覆，从而形成负极-集流体片或层；并且第二集流体片或层被正极材料或粒子涂覆，从而形成正极-集流体片或层。在负极-集流体片或层和正极-集流体片或层中的每一者中，集流体片或层本身通常由金属箔形成。在每个电池中，两个电极-集流体层通过通常由聚合物形成的隔板片或层彼此分开。其间具有隔板片的电极-集流体层组件被插入通常具有圆柱形或盒状结构的容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学电池结构，包括：至少一个电化学电池，每个电化学电池包括：多个集成电极‑集流体结构，每个集成电极‑集流体结构在其中承载电极材料，所述多个集成电极‑集流体结构包括在其中承载第一电极材料的第一集成电极‑集流体结构，以及在其中承载不同的第二电极材料的电或电化学对应的第二集成电极‑集流体结构，所述第一和第二集成电极‑集流体结构包括：(a)分别承载所述第一电极材料或所述第二电极材料的电极材料组合物层，所述电极材料组合物层的平面表面积大于所述电极材料组合物层的厚度；以及集流体层，其包括分别用于所述第一集成电极‑集流体结构或所述第二集成电极‑集流体结构的集流体，所述集电极层设置在所述电极组合物层内部...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.04 US 62/170,8451.一种电化学电池结构，包括：至少一个电化学电池，每个电化学电池包括：多个集成电极-集流体结构，每个集成电极-集流体结构在其中承载电极材料，所述多个集成电极-集流体结构包括在其中承载第一电极材料的第一集成电极-集流体结构，以及在其中承载不同的第二电极材料的电或电化学对应的第二集成电极-集流体结构，所述第一和第二集成电极-集流体结构包括：(a)分别承载所述第一电极材料或所述第二电极材料的电极材料组合物层，所述电极材料组合物层的平面表面积大于所述电极材料组合物层的厚度；以及集流体层，其包括分别用于所述第一集成电极-集流体结构或所述第二集成电极-集流体结构的集流体，所述集电极层设置在所述电极组合物层内部并被其包围；或(b)3D集流体材料网格结构，其包括分别用于所述第一集成电极-集流体结构或所述第二集成电极-集流体结构的所述集流体，所述3D集流体网格结构在其中具有空隙，所述空隙提供所述3D集流体材料网格结构的空隙体积分数，其中，所述第一电极材料或所述第二电极材料分别分布在所述3D集流体材料网格结构的空隙体积分数内或整个空隙体积分数；和将所述第一集成电极-集流体结构与其对应的第二集成电极-集流体结构分开并在所述第一集成电极-集流体结构与其对应的第二集成电极-集流体结构之间提供离子电荷传输介质的电解质层，其中，所述第一集成电极-集流体结构包括集成负极-集流体结构和集成正极-集流体结构中的一者，并且所述第二电极-集流体结构包括所述集成负极-集流体结构和所述集成正极-集流体结构中的另一者。2.根据权利要求1所述的电化学电池结构，其中，所述电化学电池结构包括彼此相邻堆叠的多个电化学电池。3.根据权利要求2所述的电化学电池结构，其中，所述第一集成电极-集流体结构、所述第二集成电极-集流体结构和所述电解质层中的每者包括3D打印结构。4.根据权利要求1所述的电化学电池结构，其中，所述电解质层包括陶瓷电解质材料。5.根据权利要求1所述的电化学电池结构，其中，所述第一电极材料包括基于粉末的负极材料，以及所述第二电极材料包括基于粉末的正极材料。6.根据权利要求1所述的电化学电池结构，其中，所述电解质层的平面表面积大于所述电解质层的厚度。7.根据权利要求1所述的电化学电池结构，其中，所述多个集成电极-集流体结构包括：包括具有厚度的负极材料组合物层的集成负极-集流体结构和设置在所述负极材料组合物层的厚度内部并被其包围的负极集流体层；以及包括具有厚度的正极材料组合物层的对应集成正极-集流体结构和设置在所述正极材料组合物层的厚度内部并被其包围的正极-集流体层。8.根据权利要求7所述的电化学电池结构，其中，所述负极集流体层和所述正极集流体层中的至少一者包括平面或准2D材料层。9.根据权利要求8所述的电化学电池结构，其中，所述平面或准2D层结构包括根据预定或可选择的线元件图案组织的线元件网络。10.根据权利要求1所述的电化学电池结构，其中，所述多个集成电极-集流体结构包括多个堆叠的电化学电池，所述堆叠内的每个电化学电池包括：3D网格集成负极-集流体结构，其包括在其中具有空隙并且具有分布在第一空隙体积分数内或整个第一空隙体积分数的负极材料的第一3D集流体材料网格结构，所述空隙提供第一空隙体积分数；以及3D网格集成正极集流体结构，其包括在其中具有空隙并且具有分布在第二空隙体积分数内或整个第二空隙体积分数的正极材料的第二3D集流体材料网格结构，所述空隙提供第二空隙体积分数。11.根据权利要求10所述的电化学电池结构，其中，所述3D网格集成负极-集流体结构排除了所述正极材料，并且其中，3D网格集成正极-集流体结构排除了所述负极材料。12.根据权利要求10所述的电化学电池结构，其中，所述3D网格集成负极-集流体结构和所述3D网格集成正极-集流体结构中的每者包括可烧结材料。13.一种用于制造一组电化学电池结...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·E·罗杰，
申请(专利权)人：由普莱克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81