一种制造具有锂阳极的稳定界面的全固态电池的方法技术

一种制造具有锂阳极的稳定界面的全固态电池的方法，所述方法包括制备固体电解质层，将锂金属设置于所述固体电解质层上以制备叠合物，以及向所述叠合物发射超声波或声波。所述方法提供了一种在由锂金属形成的阳极和固体电解质层之间具有稳定界面的全固态电池。

A method of manufacturing all solid state battery with stable interface of lithium anode

【技术实现步骤摘要】
一种制造具有锂阳极的稳定界面的全固态电池的方法
本专利技术涉及一种制造在由锂金属形成的阳极和固体电解质层之间具有稳定界面的全固态电池的方法。
技术介绍
在金属元素中，锂是具有-3V的最低氧化-还原电势的元素。因此，当锂金属用做锂二次电池的阳极时，可实现约3,860mAh/g的单位重量的容量和约2,060mAh/cm3的单位体积的容量，因此，可以获得具有优异的能量密度的锂二次电池。然而，锂金属与锂二次电池的液体电解质会剧烈反应，因此，很难使用锂金属做为锂二次电池的阳极。韩国申请专利号10-1900823和韩国专利特开公开号10-2018-0104173公开了全固态电池。
技术实现思路
本专利技术的一方面提供了一种制造在由锂金属形成的阳极和固体电解质层之间可以形成稳定界面以尽量减少两者之间的化学反应的全固态电池的方法。本专利技术的另一方面提供了一种制造全固态电池的方法，所述方法包括制备固体电解质层，向所述固体电解质层设置锂金属以制备叠合物，以及向所述叠合物发射超声波或声波。在一个实施方案中，所述固体电解质层可以包括硫化物基固体电解质。在另一个实施方案中，所述方法可以进一步包括在设置锂金属之前向所述固体电解质层的一个表面设置阴极。在另一个实施方案中，在设置阴极时，可以对所述阴极和所述固体电解质层进行堆叠，然后进行加压。在另一个实施方案中，所述锂金属可以为锂箔。在另一个实施方案中，在向所述叠合物发射超声波或声波时，超声波发生器或声波发生器可以设置于所述叠合物的外部，并且直接地向所述叠合物发射超声波或声波而不用单独的基材密封或覆盖所述叠合物。在另一个实施方案中，所述超声波发生器或声波发生器可以设置于所述叠合物的外表面的整体或某些区域。在另一个实施方案中，在向所述叠合物发射超声波或声波时，所述叠合物可以插入软包袋中，然后可以向所述叠合物发射超声波或声波。在另一个实施方案中，在向所述叠合物发射超声波或声波中，将所述叠合物插入软包袋中，使得所述叠合物的外表面的整体或某些区域与所述软包袋的内表面相接触。在另一个实施方案中，在向所述叠合物发射超声波或声波时，超声波发生器或声波发生器可以设置于所述软包袋的外部，并且向所述叠合物发射超声波或声波。在另一个实施方案中，所述超声波发生器或声波发生器可以设置于所述软包袋的外表面的整体或某些区域。在另一个实施方案中，在向所述叠合物发射超声波或声波时，可以向所述叠合物发射具有20kHz至40kHz的频率的超声波或声波1至10分钟。在另一个实施方案中，向所述叠合物发射超声波或声波可以包括向所述叠合物发射超声波或声波10至30秒，然后暂停超声波或声波向所述叠合物的发射10至30秒，向所述叠合物发射超声波或声波和暂停超声波或声波向所述叠合物的发射可以重复5至10次。在另一个实施方案中，在向所述叠合物发射超声波或声波时，可以向所述叠合物发射超声波或声波，同时在10MPa至200MPa的压力下在所述叠合物的厚度方向上对所述叠合物进行加压。在另一个实施方案中，在向所述叠合物发射超声波或声波时，可以向所述叠合物发射超声波或声波，同时将所述叠合物保持在25℃至100℃的温度下。在另一个实施方案中，所述方法可以进一步包括在向所述叠合物发射超声波或声波之后，在10MPa至200MPa的压力下在所述叠合物的厚度方向上对所述叠合物进行加压，同时将所述叠合物保持在25℃至100℃的温度下。本专利技术的另一个方面提供了一种制造全固态电池的方法，所述方法包括：设置固体电解质层，所述固体电解质层具有附接至固体电解质的表面的阴极；在所述固体电解质层的另一个表面上放置锂金属箔以制备叠合物；以及向所述叠合物施加超声波。在一个实施方案中，所述叠合物被包裹在软包袋中，并且向所述软包袋施加超声波。下面讨论本专利技术的其它方面和实施方案。下面讨论本专利技术的上述特征及其它特征。附图说明下文将参照所附附图的实施方案详细地描述本专利技术的以上和其它特征，下文中给出的所述附图仅用于示意的方式，因而对本专利技术是非限制性的，其中：图1为示意性地说明根据本专利技术的一个实施方案的制造全固态电池的方法的流程图；图2为示意性地说明根据本专利技术的一个实施方案的叠合物的截面图；图3为示意性地说明将叠合物插入软包袋的一种类型的截面图；图4为示意性地说明将叠合物插入软包袋的另一种类型的截面图；图5为说明向叠合物发射超声波或声波的方法的参考图；图6为示意性地说明根据本专利技术的另一个实施方案的制造全固态电池的方法的流程图；图7A为显示根据一个实施例的全固态电池的叠合物的扫描电子显微镜(SEM)分析结果的照片，图7B为显示在锂金属和固体电解质层之间的界面的放大照片；图8A为显示根据对比实施例1的全固态电池的叠合物的SEM分析结果的照片，图8B为显示在锂金属和固体电解质层之间的界面的放大照片；图9A为显示根据对比实施例2的全固态电池的叠合物的SEM分析结果的照片，图9B为显示在锂金属和固体电解质层之间的界面的放大照片。应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而是显示了说明本专利技术的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本专利技术的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体预期应用和使用环境来确定。在这些图中，遍及附图的多幅图的附图标记表示本专利技术的相同或等同的部分。具体实施方式下文将详细参考本专利技术的各个实施方案，所述实施方案的实施例被显示在所附附图中并在下文描述。虽然本专利技术与实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书不是要将本专利技术限制为实施方案。相反，本专利技术旨在不但覆盖实施方案，而且覆盖在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种替换、修改、等效方式和其它实施方案。在实施方案的以下描述中，例如“包括”、“具有”等的术语将被解释为表示存在特征、数字、步骤、操作、描述中所述的元件或部分或其组合，并且不排除存在一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部分或其组合，或添加它们的可能性。此外，应当理解，当一个部分(例如层、膜、区域或基板)被称为在另一个部分“上”时，所述部分可以“直接位于另一个部分上”或者其他部分可以置于该两部分之间。以相同的方式，应当理解，当一个部分(例如层、膜、区域或基板)被称为在另一个部分“下”时，所述部分可以“直接位于另一个部分下”或者其他部分可以置于该两部分之间。本说明书使用的代表组成部分、反应条件、聚合物组成和混合物的量的所有数字、数值和/或表达式均是近似值，其中反映了从本质上不同的事物获得这些数值时产生的测量不确定性，除非另有说明，否则应当理解它们均通过术语“约”修改。此外，应当理解如果说明书中公开了数值范围，除非另有说明，否则该范围包括从最小值到最大值的所有连续值。而且，如果此类范围涉及整数，除非另有说明，否则该范围包括从最小整数到最大整数的所有整数。...

【技术保护点】
1.一种制造全固态电池的方法，所述方法包括：/n制备固体电解质层；/n在所述固体电解质层的表面上放置锂金属以制备叠合物；以及/n向所述叠合物发射超声波或声波。/n

【技术特征摘要】
20181210 KR 10-2018-01581901.一种制造全固态电池的方法，所述方法包括：
制备固体电解质层；
在所述固体电解质层的表面上放置锂金属以制备叠合物；以及
向所述叠合物发射超声波或声波。


2.根据权利要求1所述的制造全固态电池的方法，其中，所述固体电解质层包括硫化物基固体电解质。


3.根据权利要求1所述的制造全固态电池的方法，所述方法进一步包括在设置所述锂金属之前，在所述固体电解质层的远离放置所述锂金属的表面的另一个表面上设置阴极。


4.根据权利要求3所述的制造全固态电池的方法，其中，在设置所述阴极时，对所述阴极和所述固体电解质层进行堆叠，然后进行加压。


5.根据权利要求1所述的制造全固态电池的方法，其中，所述锂金属为锂箔。


6.根据权利要求1所述的制造全固态电池的方法，其中，超声波发生器或声波发生器设置于所述叠合物的外部，并且向所述叠合物发射超声波或声波。


7.根据权利要求6所述的制造全固态电池的方法，其中，所述超声波发生器或声波发生器设置于所述叠合物的外表面的整体或某些区域上。


8.根据权利要求1所述的制造全固态电池的方法，其中，将所述叠合物插入软包袋中，然后向所述叠合物发射超声波或声波。


9.根据权利要求8所述的制造全固态电池的方法，其中，将所述叠合物插入软包袋中，使得所述叠合物的外表面的整体或某些区域与所述软包袋的内表面相接触。


10.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林栽敏，李尚宪，崔容硕，金润星，闵泓锡，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR