一种全固态储能器及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种全固态储能器及其制作方法。全固态储能器包括：壳体、正极总引出、负极总引出以及一体化卷芯，一体化卷芯设置在壳体中，正极总引出以及负极总引出均位于壳体的外侧，正极总引出以及负极总引出分别对应与一体化卷芯连接。采用的是固态电解质，省去多种结构件的使用，直接将单体在一个结构件内实现多并多串联结构，不仅提高了单体的电压，能量密度也大大提升，彻底改变了目前液态电池单体形式和结构，简化组装工艺流程；将单体壳体和组合电池结构壳体直接简化到只使用一个壳体，省去单体壳体的原材料；不需要传统单体之间外部串联结构，也不需要使用连接件；不使用液态电解液，稳定性高，安全可靠，没有起火爆炸的风险。险。险。

【技术实现步骤摘要】
一种全固态储能器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种全固态储能器及其制作方法。

技术介绍

[0002]传统的锂离子电池均采用液态的电解液，比如动力汽车上普遍使用的磷酸铁锂电池和三元材料，这种类型的电池为液态电池，此电池电解液为液态，着火点低，很容易出现起火爆炸的问题，这个问题也是困扰汽车厂大规模使用的主要原因；另外此种液态形式的电池只能做并联结构，无法串联，这样做出来的单体标称电压很低，比如市面上的磷酸铁锂电池，单体标称电压为3.2V，且每个单体均需要单独外壳绝缘，另外这些单体需要做成外部串联后才可以组成使用的电压，比如24V启动电源，如果需要磷酸铁锂电池的话，需要8支串联才可以达到24V电压件，单体的串联势必增加使用连接件，均衡管理系统等物料。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种全固态储能器及其制作方法。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种全固态储能器，其包括：壳体、正极总引出、负极总引出以及一体化卷芯，所述一体化卷芯设置在所述壳体中，所述正极总引出以及所述负极总引出均位于所述壳体的外侧，所述正极总引出以及所述负极总引出分别对应与所述一体化卷芯连接。
[0005]本专利技术的有益效果是：通过设计带有壳体、正极总引出、负极总引出以及一体化卷芯的全固态储能器，采用的是固态电解质，省去多种结构件的使用，直接将单体在一个结构件内实现多并多串联结构，不仅提高了单体的电压，能量密度也大大提升，彻底改变了目前液态电池单体形式和结构，简化组装工艺流程；将单体壳体和组合电池结构壳体直接简化到只使用一个壳体，省去单体壳体的原材料；不需要传统单体之间外部串联结构，也不需要使用连接件；不使用液态电解液，稳定性高，安全可靠，没有起火爆炸的风险。取消了注液工序，提升储能器件的生产效率，减少均衡管理体统等结构件，降低储能器件的材料成本和生产成本。
[0006]进一步地，所述一体化卷芯包括：多个单体以及多个串联极片单元，多个单体相互叠加，多个所述串联极片单元一一对应安装在相邻两个单体之间，相邻两个单体通过串联极片单元串联。
[0007]采用上述进一步方案的有益效果是：直接将单体在一个结构件内实现多并多串联结构，不仅提高了单体的电压，能量密度也大大提升，彻底改变了目前液态电池单体形式和结构，简化组装工艺流程；将单体壳体和组合电池结构壳体直接简化到只使用一个壳体，省去单体壳体的原材料；不需要传统单体之间外部串联结构，也不需要使用连接件；不使用液态电解液，采用的是固态电解质，稳定性高，安全可靠，没有起火爆炸的风险。取消了注液工序，提升储能器件的生产效率，减少均衡管理体统等结构件，降低储能器件的材料成本和生
产成本。
[0008]进一步地，所述单体由多个单元并联而成，相邻两个单元之间安装有第一固态电解质膜。
[0009]采用上述进一步方案的有益效果是：第一固态电解质膜用于防止多个单元之间接触引发短路。直接将单体在一个结构件内实现多并多串联结构，不仅提高了单体的电压，能量密度也大大提升，彻底改变了目前液态电池单体形式和结构，简化组装工艺流程；将单体壳体和组合电池结构壳体直接简化到只使用一个壳体，省去单体壳体的原材料；不需要传统单体之间外部串联结构，也不需要使用连接件；不使用液态电解液，采用的是固态电解质，稳定性高，安全可靠，没有起火爆炸的风险。取消了注液工序，提升储能器件的生产效率，减少均衡管理体统等结构件，降低储能器件的材料成本和生产成本。
[0010]进一步地，所述单元包括：第一负极料、负极集流体、第二负极料、第二固态电解质膜、第一正极料、正极集流体以及第二正极料，所述第一负极料、所述负极集流体、所述第二负极料、所述第二固态电解质膜、所述第一正极料、所述正极集流体以及第二正极料依次叠放且连接。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是：第二固态电解质膜用于防止负极料与正极料接触引发短路。通过第一负极料、负极集流体、第二负极料、第二固态电解质膜、第一正极料、正极集流体以及第二正极料制作单元，便于单元的生产，便于多个单元之间进行串联。
[0012]进一步地，所述串联极片单元包括：第三固态电解质膜、第三负极料、集流体以及第三正极料，所述第三固态电解质膜、所述第三负极料、所述集流体以及所述第三正极料依次叠放且连接，所述第三负极料与一侧相邻单元的第二正极料对应连接，所述第三正极料与另一侧相邻单元的第一负极料对应连接。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是：第三固态电解质膜用于防止多个单元之间接触引发短路。通过第三固态电解质膜、第三负极料、集流体以及第三正极料制作串联极片单元，便于串联极片单元的生产，便于通过串联极片单元将相邻两个单元串联。
[0014]进一步地，所述第一负极料、所述第二负极料以及第三负极料的制作材料相同，所述第一正极料、所述第二正极料以及第三正极料的制作材料相同，负极集流体、正极集流体以及集流体的制作材料相同，第一固态电解质膜、第二固态电解质膜以及第三固态电解质膜的制作材料相同。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是：各个负极料、各个正极料、各个集流体以及各个固态电解质膜分别相同，便于负极料、正极料、集流体以及固态电解质膜的生产，降低成本，简化工艺和结构。
[0016]进一步地，所述第一负极料、第二负极料以及第三负极料的制作材料均包括：负极活性材料、导电剂、第一电解质以及粘结剂；所述第一正极料、第二正极料以及第三正极料的制作材料均包括：正极活性材料、导电剂、第二电解质、粘结剂以及添加剂；第一固态电解质膜、第二固态电解质膜、第三固态电解质膜的制作材料均包括：固体电解质颗粒、粘结剂以及添加剂。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是：负极料、正极料以及固态电解质膜的制作材料设计，便于负极料、正极料以及固态电解质膜的生产，降低成本，简化工艺，提高负极料、正极料以及固态电解质膜的可靠性以及稳定性。
[0018]进一步地，负极活性材料为钛酸锂、硬碳、石墨、活性炭、锂箔、硅基材料、锡基、锑基、 铅基、磷及磷化物中用于脱嵌锂离子以及钠离子的一种、两种或多种混合；正极活性材料为氧化物、橄榄石磷酸盐、尖晶石结构、有机钠盐化合物中用于脱嵌锂离子以及钠离子的一种、两种或多种混合，第一电解质、第二电解质以及固体电解质颗粒分别为聚合物固体电解质类和有机固体电解质类中的一种或两种混合；第一电解质的类型、第二电解质类型以及固体电解质颗粒类型至少一种相同，集流体的制作材料为铝箔、铜箔、不锈钢箔、钛箔或镍箔。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是：负极活性材料、正极活性材料、集流体以及电解质的制作材料设计，便于负极活性材料、正极活性材料、集流体以及电解质的生产，降低成本，简化工艺，提高负极活性材料、正极活性材料、集流体以及电解质的可靠性以及稳定性。
[0020]此外，本专利技术提供了一种全固态储能器的制作方法，用于制作上述任意一项所述的一种全固态储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固态储能器，其特征在于，包括：壳体（1）、正极总引出（2）、负极总引出（3）以及一体化卷芯（4），所述一体化卷芯（4）设置在所述壳体（1）中，所述正极总引出（2）以及所述负极总引出（3）均位于所述壳体（1）的外侧，所述正极总引出（2）以及所述负极总引出（3）分别对应与所述一体化卷芯（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种全固态储能器，其特征在于，所述一体化卷芯（4）包括：多个单体（5）以及多个串联极片单元（6），多个单体（5）相互叠加，多个所述串联极片单元（6）一一对应安装在相邻两个单体（5）之间，相邻两个单体（5）通过串联极片单元（6）串联。3.根据权利要求2所述的一种全固态储能器，其特征在于，所述单体（5）由多个单元（7）并联而成，相邻两个单元（7）之间安装有第一固态电解质膜（8）。4.根据权利要求3所述的一种全固态储能器，其特征在于，所述单元（7）包括：第一负极料（9）、负极集流体（10）、第二负极料（11）、第二固态电解质膜（12）、第一正极料（13）、正极集流体（14）以及第二正极料（15），所述第一负极料（9）、所述负极集流体（10）、所述第二负极料（11）、所述第二固态电解质膜（12）、所述第一正极料（13）、所述正极集流体（14）以及第二正极料（15）依次叠放且连接。5.根据权利要求4所述的一种全固态储能器，其特征在于，所述串联极片单元（6）包括：第三固态电解质膜（16）、第三负极料（17）、集流体（18）以及第三正极料（19），所述第三固态电解质膜（16）、所述第三负极料（17）、所述集流体（18）以及所述第三正极料（19）依次叠放且连接，所述第三负极料（17）与一侧相邻单元的第二正极料（15）对应连接，所述第三正极料（19）与另一侧相邻单元的第一负极料（9）对应连接。6.根据权利要求5所述的一种全固态储能器，其特征在于，所述第一负极料（9）、所述第二负极料（11）以及第三负极料（17）的制作材料相同，所述第一正极料（13）、所述第二正极料（15）以及第三正极料（19）的制作材料相同，负极集流体（10）、正极集流体（14）以及集流体（18）的制作材料相同，第一固态电解质膜（8）、第二固态电解质膜（12）以及第三固态电解质膜（16）的制作材料相同。7.根据权利要求5所述的一种全固态储能器...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔维国，李爱红，费鹏扬，
申请(专利权)人：天津普兰能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：