固态电池、SSE电池、具有固态电解质的锂金属电池、HSSE、隔板、和/或涂覆物、和/或相关方法技术

较大的SSE电池，包括至少在阳极(其包括Li或Na)和固态电解质(SSE)之间的界面或界面层。可以在阳极(其包括Li或Na)和SSE之间设置界面层，也可以在阴极和SSE之间设置界面或界面层。界面层可以防止或阻止在阳极和SSE之间的界面处的锂沉积和枝晶生长。界面层可以是填充有液体电解质的多孔聚合物层，并且可以改善阳极与SSE之间和/或SSE与阴极之间的离子传导。阳极界面或界面层可以是填充有液体电解质的多孔聚合物层。阴极界面或界面层可以是填充有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔聚合物层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态电池、SSE电池、具有固态电解质的锂金属电池、HSSE、隔板、和/或涂覆物、和/或相关方法相关申请交叉引用本申请要求2018年4月6日提交的在先共同未决美国临时申请No.62/653,603的优先权和权益，在此通过引用将其全部并入本文。
根据本文至少特定的专利技术实施方式，通过在至少阳极(其包含Li或Na)和固态电解质(SSE)之间设置界面或界面层，解决了典型的较大的SSE电池所面临的困难或问题。在一些其他实施方式中，界面层可以被设置在阳极(其包含Li或Na)和SSE之间；并且，界面或界面层还可以被设置在阴极和SSE之间。在至少选定的实施方式、方面或目标中，界面层可以充当SSE(例如，硫化玻璃SSE)和比SSE软的阳极材料(例如Li金属)之间的缓冲器(shockabsorber)。在其他实施方式中，界面层可以充当SSE和比SSE软的阴极材料之间的缓冲器。在至少特定的实施方式中，界面层可以改善阳极与SSE之间和/或SSE与阴极之间的离子传导。在至少特定的选定实施方式中，界面层可以防止或阻止阳极与SSE之间界面处的锂沉积和枝晶生长。阳极和S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池，包括：/n锂金属阳极；/n阴极；和，/n在阳极和阴极之间的混合固态电解质(HSSE)或界面，其包括：/n阴极界面层，/n固态电解质(SSE)，以及/n阳极界面层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180406 US 62/653,6031.一种电池，包括：
锂金属阳极；
阴极；和，
在阳极和阴极之间的混合固态电解质(HSSE)或界面，其包括：
阴极界面层，
固态电解质(SSE)，以及
阳极界面层。


2.如权利要求1所述的电池，其中，阴极界面层包括下列中的至少一种：
什么都没有、粘合剂，和/或
具有或不具有电解质的聚合物表层和/或薄膜，和/或
具有或不具有膜基底的陶瓷层。


3.如权利要求1所述的电池，其中，阳极界面层包括下列中的至少一种：
什么都没有、粘合剂、锂的卤化物，和/或
具有或不具有电解质的聚合物表层和/或薄膜，和/或
具有或不具有膜基底的陶瓷层。


4.如权利要求1所述的电池，其中，混合固态电解质(HSSE)或固态电解质(SSE)包括各向同性和/或弹性Li离子传导材料。


5.如权利要求1所述的电池，其中，SSE包括聚乙烯氧化物(PEO)。


6.如权利要求1所述的电池，其中，锂的卤化物被涂覆或沉积在阳极表面、阴极表面、阴极界面、阳极界面和/或SSE表面上。


7.如权利要求1所述的电池，其中，阴极包括硫化锂化合物。


8.如权利要求7所述的电池，其中，硫化锂化合物为Li2S6。


9.如权利要求1所述的电池，其中，电池为新型的或改进的Li电池、二次Li电池、SSE电池、固态电池、固态锂电池、HSSE电池、混合电解质电池、多电解质电池、Li金属电池、二次Li金属电池、SSELi金属电池、固态Li金属阳极电池、固态Li金属锂电池、HSSELi金属电池、混合电解质Li金属电池、多电解质Li金属电池、以及它们的组合。


10.一种设备、产品或车辆，改进点包括如权利要求1-9中任一所述的电池。


11.一种电池，改进点包括：在阳极与阴极之间的混合固态电解质(HSSE)或界面，其包括：
阴极界面层，
固态电解质(SSE)层，以及
阳极界面层。


12.如权利要求11所述的电池，其中，阴极界面层包括下列中的至少一种：
什么都没有、粘合剂，和/或
具有或不具有电解质的聚合物表层和/或薄膜，和/或
具有或不具有底膜的陶瓷层。


13.如权利要求11所述的电池，其中，阳极界面层包括下列中的至少一种：
什么都没有、粘合剂、锂的卤化物，和/或
具有或不具有电解质的聚合物表层和/或薄膜，和/或
具有或不具有底膜的陶瓷层。


14.如权利要求11所述的电池，其中，混合固态电解质(HSSE)或固态电解质(SSE)层包括各向同性和/或弹性Li离子传导材料。


15.如权利要求11所述的电池，其中，SSE包括聚乙烯氧化物(PEO)。


16.如权利要求11所述的电池，其中，锂的卤化物被涂覆到阳极表面、阴极表面、阳极界面层、阴极界面层、和/或SSE表面上。


17.如权利要求11所述的电池，其中，阴极包括硫化锂化合物。


18.如权利要求17所述的电池，其中，硫化锂化合物为Li2S6。


19.如权利要求11所述的电池，其中，电池为新型的或改进的Li电池、二次Li电池、SSE电池、固态电池、固态锂电池、HSSE电池、混合电解质电池、多电解质电池、Li金属电池、二次Li金属电池、SSELi金属电池、固态Li金属阳极电池、固态Li金属锂电池、HSSELi金属电池、混合电解质Li金属电池、多电解质Li金属电池、以及它们的组合。


20.一种设备、产品或车辆，改进点包括任何权利要求11-19所述的电池。


21.一种混合固态电解质(HSSE)，其适合位于诸如固态电池的电池的阳极和阴极之间，包括：
阴极界面层，
固态电解质(SSE)层，以及
阳极界面层。


22.如权利要求21所述的HSSE，其中，阴极界面层包括下列中的至少一种：
什么都没有、粘合剂，和/或
具有或不具有电解质的聚合物表层和/或薄膜，和/或
具有或不具有底膜的陶瓷层。


23.如权利要求21所述的HSSE，其中，阳极界面层包括下列中的至少一种：
什么都没有、粘合剂、锂的卤化物，和/或
具有或不具有电解质的聚合物表层和/或薄膜，和/或
具有或不具有底膜的陶瓷层。


24.如权利要求21所述的HSSE，其中，混合固态电解质(HSSE)或固态电解质(SSE)层包括各向同性和/或弹性Li离子传导材料。


25.如权利要求21所述的HSSE，其中，SSE包括聚乙烯氧化物(PEO)。


26.如权利要求21所述的HSSE，其中，锂的卤化物被涂覆到阳极表面、阴极表面、阳极界面层、阴极界面层和/或SSE层上。


27.如权利要求21所述的HSSE，其中，阴极包括硫化锂化合物。


28.如权利要求27所述的HSSE，其中，硫化锂化合物为Li2S6。


29.如权利要求21所述的HSSE，其中，固态电池为新的或改进的Li电池、二次Li电池、SSE电池、固态电池、固态锂电池、HSSE电池、混合电解质电池、多电解质电池、Li金属电池、二次Li金属电池、SSELi金属电池、固态Li金属阳极电池、固态Li金属阳极锂电池、HSSELi金属电池、混合电解质Li金属电池、多电解质Li金属电池、以及它们的组合。


30.一种电池，改进点包括任何权利要求21-29所述的HSSE。


31.一种设备、产品或车辆，改进点包括如权利要求30所述的电池。


32.一种SSE电池，改进点包括：可选的阴极界面层，
固态电解质(SSE)，以及
可选的阳极界面层。


33.一种SSE电池，改进点包括：可选的阴极界面层，
固态电解质(SSE)，以及
阳极界面层。


34.一种SSE电池，改进点包括：阴极界面层，
固态电解质(SSE)，以及
可选的阳极界面层。


35.一种SSE电池，改进点包括：
Li金属阳极；
Li钴或Li硫阴极；
和，
HSSE，其包括：可选的阴极界面层，
固态电解质(SSE)，以及
可选的阳极界面层。


36.一种SSE电池，改进点包括：
Li金属阳极；
Li钴或Li硫阴极；
和，
HSSE，其包括：阴极界面层，
固态电解质(SSE)，以及
可选的阳极界面层。


37.一种SSE电池，改进点包括：
Li金属阳极；
Li钴或Li硫阴极；
和，
HSSE，其包括：可选的阴极界面层，
固态电解质(SSE)，以及
阳极界面层。


38.一种改进的SSE电池，包括：
Li金属阳极；
Li钴或Li硫阴极；
和，
HSSE，其包括：可选的阴极界面层，
固态电解质(SSE)，以及
可选的阳极界面层。


39.一种固态Li电池，包括：
Li金属阳极；
阴极；
和，
HSSE，其包括：
具有液体、凝胶或聚合物电解质的可选的阴极界面层，
固态电解质(SSE)层，以及
具有液体、凝胶或聚合物电解质的可选的阳极界面层。


40.一种固态Li电池，包括：
Li金属阳极；
阴极；
和，
HSSE，其包括：
具有液体、凝胶或聚合物电解质的阴极界面层，
固态电解质(SSE)层，以及
具有液体、凝胶或聚合物电解质的可选的阳极界面层。


41.一种固态Li电池，包括：
Li金属阳极；
阴极；
和，
HSSE，其包括：
具有液体、凝胶或聚合物电解质的可选阴极界面层，
固态电解质(SSE)层，以及
具有液体、凝胶或聚合物电解质的阳极界面层。


42.一种改进的固态电解质(SSE)电池，按以下顺序包括：
含锂金属或钠金属的阳极；
混合固态电解质(HSSE)；和
阴极，
其中，HSSE按以下顺序包括：阳极界面层、SSE层和可选的阴极界面层。


43.如权利要求42所述的电池，其中，含锂金属的阳极由选自下列中的至少一种制成：锂金属、LiC6、Li22Si5、Li15Si4、Li22Sn5、LiAl、Li22Pb5、Li/石墨烯、Li/Cu、Li/Si、Li/Sn和Li+过渡金属、或它们的组合。


44.如权利要求42所述的电池，其中，含锂金属或钠金属的阳极仅由锂金属组成。


45.如权利要求42所述的电池，其中，含锂金属或钠金属的阳极由选自钠金属和Na/C6中的至少一种组成。


46.如权利要求42-45所述的电池，其中，阴极由锂的硫化物、锂钴基合金、锂铁基合金、锂硫、硫、空气或O2组成。


47.如权利要求42-45所述的电池，其中，阴极由NaCoO2组成。


48.如权利要求42所述的电池，其中，阳极界面层具有下列特性中的至少一个：其比SSE软；其传导离子，特别是钠离子或锂离子；其是电绝缘的。


49.如权利要求48所述的电池，其中，阳极界面层具有所有前述特性。


50.如权利要求42所述的电池，其中，阳极界面层由下列组成：
锂或钠的卤化物；
具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜、层或膜；和/或
具有液体、凝胶或聚合物电解质的陶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正铭，
申请(专利权)人：赛尔格有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US