一种三维堆叠结构的高强度结构化固态锂电池系统技术方案

本发明专利技术涉及固态锂电池领域，具体为一种三维堆叠结构的高强度结构化固态锂电池系统。本发明专利技术通过采用双面印制的电路基板，并在同层引入高分子填料分隔绝缘并固定单电池，使得单电池能够微型化、高度集成化、多功能化、一体化形成电池系统，从而极大的提升了空间利用率进而为负载提供更大电流、电压与容量。此外，三维堆叠结构电池内部通过高分子填充物互相隔离，致使电芯具有相对独立的电流网络，某个损坏不影响整个电池系统，降低了单个电池对电池系统的影响，提升电池系统在穿刺损伤、大电流冲击等极端情况下的安全性。本发明专利技术可直接采用不含有封装和集流体的电芯，进一步提升空间利用率。进一步提升空间利用率。进一步提升空间利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种三维堆叠结构的高强度结构化固态锂电池系统


[0001]本专利技术涉及固态锂电池领域，具体为一种三维堆叠结构的高强度结构化固态锂电池系统，基于轻质高强的双面金属化电路基板。

技术介绍

[0002]固态锂电池是指结构中不含液体，所有材料都以固态形式存在的储能器件，主要是由正极、负极以及固态电解质组成，具有高安全性和高能量密度等优势，在3C消费电子、电动交通等领域具有巨大的应用潜力，比如手机、数码相机、笔记本电脑等小型便携式电子产品及电动汽车等电动交通工具等。随着科技的进步，固态锂电池器件正朝着轻质化、柔性化、高强化等方向发展。
[0003]目前，通过正极、负极、电解质等材料的优化，固态锂电池的能量密度、输出电流/电压、倍率性能、循环寿命等综合性能得到了大幅提升，并且理论上通常具有高于5V的电化学稳定窗口。但是，在固态锂离子电池的电极/电解质界面存在松弛的物理接触、晶界的形成以及副反应等问题，不可避免地会导致正负极两侧界面阻抗的增加，使大部分固态锂离子电池在实际应用中会表现出更低的容量。特别是，随着电池尺寸的增加，界面反应均匀性、内部产热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维堆叠结构的高强度结构化固态锂电池系统，其特征在于：包括电路基板、固态锂电池层、基板薄膜/正负极集流体和封装外壳；所述电路基板为双面电路印刷基板，有n≥1个，电路基板的上下两面分别印制有对应于同层各个固态锂电池正/负极的图案化集流体，使得同一层各个固态锂电池的正极和正极、负极和负极分别在电路基板的上下两面内连通；电路基板两面的集流体上均设有金属化通孔，且金属化通孔设置于电路基板上下两面图案化集流体的错位处；所述基板薄膜/正负极集流体为单面印刷基板，分为首层基板薄膜/正极集流体和底层基板薄膜/负极集流体，用于首层和底层电池的面内连接；所述固态锂电池层有n+1层，每层最少2个固态锂电池，通过各电路基板将各固态锂电池层隔开，同层的各相邻固态锂电池间填充有高分子填料；各电路基板上下两侧的图案化集流体分别与对应接触侧的各固态锂电池正极或负极接触导通；所述固态锂电池层与电路基板依次交替层叠设置，并以固态锂电池层为最外层，然后整个叠层结构通过封装外壳完成整个固态锂电池系统的封装；首层电路基板的上集流体通过其金属化通孔与上一层高分子填料中的导线焊接实现与首层电池的基板薄膜/正极集流体的连通；首层电路基板的下集流体同样通过其金属化通孔与下一层高分子填料中的导线焊接与下一层电池的负极集流板连通，并依次循环向下连通各层的正负极集流板，直至连通到底层电...

【专利技术属性】
技术研发人员：向勇，杨建，伍芳，张晓琨，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：