高电压单体固态锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高电压单体固态锂离子电池，包括顺序叠放的三个及以上板状电极，自上而下依序为：一负极端电极、至少一个双极板电极和一正极端电极，各板状电极间由固态电解质层隔开，用热复合方式将由各板状电极和固态电解质层贴合在一起，封装成单体电池。所述电池实现了电池单体内部串联，避免了使用液态电解液带来的封装难或封装结构复杂的问题；单体电池容量和电压可调，可方便的实现单体电池的高电压，避免常规锂离子电池在外部串联时的发热或倍率差等问题；优化了储能组件连接，降低了电池的内阻；生产工艺和设备与现有的锂离子电池基本相同，利于实现规模化的工业生产。本发明专利技术还提供了所述高电压单体固态锂离子电池的制备方法。

High voltage single solid state lithium ion battery and its preparation

The invention provides a high-voltage single solid-state lithium-ion battery, which comprises three or more plate-like electrodes stacked in sequence, from top to bottom in order: a negative electrode, at least one bipolar plate electrode and a positive electrode, each plate-like electrode is separated by a solid electrolyte layer, and each plate-like electrode and the solid electrolyte layer are bonded together by a thermal composite method, and packaged into a single Body battery. The battery realizes the internal series connection of battery cells, avoiding the problems of difficult encapsulation or complex encapsulation structure caused by the use of liquid electrolyte; the capacity and voltage of the single battery can be adjusted, which can conveniently realize the high voltage of the single battery, avoid the problems of heat generation or ratio difference when the conventional lithium-ion battery is in the external series connection; the connection of energy storage components is optimized, which reduces the internal resistance of the battery; the production of The production process and equipment are basically the same as the existing lithium-ion batteries, which is conducive to the realization of large-scale industrial production. The invention also provides a preparation method of the high-voltage monomer solid-state lithium-ion battery.

【技术实现步骤摘要】
高电压单体固态锂离子电池及其制备方法
本专利技术属于锂离子动力电池
，特别涉及一种高电压单体固态锂离子电池。本专利技术还提供了所述高电压单体固态锂离子电池的制备方法。
技术介绍
新能源汽车的发展促进了锂离子动力电池的技术进步，以磷酸铁锂和三元材料为正极活性物质的电池成为主力军，通过几十个乃至上千个单体电池或电池模组的串联和并联来实现电池系统的高电压和高容量要求。单体电池串、并联一般采用螺丝紧固串联铜排的方式进行连接，在此过程中会因螺丝紧固力量的不同而导致电池系统在汽车充放电使用过程中产热量不一样，严重时甚至会导致电动汽车安全事故，因此，降低动力电池系统中单体电池的外部串联数量具有非常的现实意义。目前来看，并联数可以通过制造大容量的单体电池来降低，同时也是当前电动汽车电池系统的一种主要成组方式，但以石墨为负极活性物质的单体电池开路电压分别只有3.2V(vsLi/Li+)和3.6V(vsLi/Li+)，为满足电动汽车电机的驱动需求，必须通过单体电池或电池模组的外部串联方式，不可必避免的增加了电池系统内部的单体电池间的连接点，被动增加了电池系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高电压单体固态锂离子电池，包括电池芯及其外部的封装外壳(1)，其特征在于：/n所述电池芯包括三个及以上板状电极，所述板状电极包含一正极端电极(2)、一负极端电极(3)和至少一个双极板电极(4)；所述正极端电极(2)包含一正极端板(20)，所述负极端电极(3)包含一负极端板(30)，所述双极板电极(4)内包含双极板集流体(40)；所述正极端板(20)、所述负极端板(30)和所述双极板集流体(40)均为金属箔；所述正极端板(20)和所述负极端板(30)的一面分别涂覆有正极活性物质层(M1)和负极活性物质层(M2)，所述双极板集流体(40)的两面分别为正极侧和负极侧，分别涂覆有所述正极活性物...

【技术特征摘要】
1.一种高电压单体固态锂离子电池，包括电池芯及其外部的封装外壳(1)，其特征在于：
所述电池芯包括三个及以上板状电极，所述板状电极包含一正极端电极(2)、一负极端电极(3)和至少一个双极板电极(4)；所述正极端电极(2)包含一正极端板(20)，所述负极端电极(3)包含一负极端板(30)，所述双极板电极(4)内包含双极板集流体(40)；所述正极端板(20)、所述负极端板(30)和所述双极板集流体(40)均为金属箔；所述正极端板(20)和所述负极端板(30)的一面分别涂覆有正极活性物质层(M1)和负极活性物质层(M2)，所述双极板集流体(40)的两面分别为正极侧和负极侧，分别涂覆有所述正极活性物质层(M1)和所述负极活性物质层(M2)，所述正极活性物质层(M1)的涂覆面积小于所述负极活性物质层(M2)；所述正极端板(20)一端具有未涂覆活性物质的留白，作为正极柱引出端，所述负极端板(30)一端具有未涂覆活性物质的留白，作为负极柱引出端；
各所述板状电极自上而下顺序叠放，所述负极端电极(3)位于顶端，所述正极端电极(2)位于底端，中间夹有一个及以上所述双极板电极(4)；各所述板状电极以固态电解质层(E0)分隔，上方所述板状电极的所述负极活性物质层(M2)与下方所述板状电极的所述正极活性物质层(M1)相邻，并分别贴合在一所述固态电解质层(E0)的两面。


2.根据权利要求1所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述双极板集流体(40)、所述正极端板(20)和所述负极端板(30)厚度为6～40μm，其分别为铜箔、铝箔、铁箔和镍箔中的任一种，或任两种构成的复合金属箔。


3.根据权利要求1所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层(M1)的活性物质材料为磷酸铁锂、三元材料、锰酸锂、镍酸锂、高电压尖晶石镍锰酸锂、高容量富锂材料中的一种或任几种的混合物，所述负极活性物质层(M2)的活性物质材料为钛酸锂、石墨、金属锂、硅碳、SiOX和Sn合金负极中的一种或任几种的混合物。


4.根据权利要求1所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述固态电解质层(E0)为固态电解质薄膜，或由固态电解质浆料涂布在所述正极活性物质层(M1)和/或所述负极活性物质层(M2)表面上形成，所述固态电解质层(E0)的材料为含锂氧化物和含锂硫化物中的任一种或任意组合。


5.根据权利要求1至4任一项所述的固态锂离子电池，其特征在于，所述封装外壳(1)为方形铝壳、方形钢壳、方形塑壳、软包铝塑膜、软包钢塑膜中的任一种。


6.一种权...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑞，
申请(专利权)人：安徽坤宇塑金新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34