一种薄膜固态电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及固态电池技术领域，具体为一种薄膜固态电池结构及其制备方法，固态电池主体的两侧分为正极与负极，且正极与负极外表面皆缠绕有电解质膜片，所述电解质膜片固化程度为

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜固态电池结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及固态电池
，具体为一种薄膜固态电池结构及其制备方法
。

技术介绍

[0002]锂离子电池是当今广泛应用于各种领域的主要能源存储解决方案，包括便携式电子设备
、
电动汽车
、
储能系统以及可再生能源的集成
。
它们的成功应用在提供便携性
、
可靠性和高能量密度方面取得了巨大的突破，已经成为现代社会不可或缺的能源媒介之一
。
[0003]然而，传统液态锂离子电池虽然在许多方面表现出色，但也伴随着一些固有的挑战
。
首先，液态电解质的使用可能导致电池内部的液体泄漏问题，这不仅会降低电池的可靠性，还可能引发安全隐患
。
此外，由于液态电解质的存在，电池在受到极端温度
(
高温或低温
)
影响时性能下降，且传统锂离子电池的液态构造在某些特殊情况下，如过充电或物理损伤，可能导致电池的过热和甚至起火的风险
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种薄膜固态电池结构及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中现有技术中现有的液态锂离子电池液体易泄漏，容易导致电池的过热和甚至起火的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种薄膜固态电池结构，所述固态电池主体的两侧分为正极与负极，且正极与负极外表面皆缠绕有电解质膜片
。
[0006]一种薄膜固态电池的制备方法，所述电解质膜片固化程度为
70
％左右的流延膜片，其厚度在
27
微米左右
。
[0007]优选的，所述电解质膜片使用时可以如传统隔膜一样直接与正负极一同卷绕，卷绕时保持一定压力，在一定温度和气氛条件下封装，通过后续工艺完成剩余部分的进一步固化，使正负极与电解质完美结合，固化工艺做到全流程可控
。
[0008]优选的，所述电解质使用的引发剂为无机锂盐
。
[0009]优选的，所述固态电池主体中的有机单体包括
1,3
‑
二氧戊烷，氰基聚乙烯醇
(PVA
‑
CN)。
[0010]优选的，所述固态电池主体中无机固体电解质颗粒涂层的无机固体电解质材料包括但不限于：超离子导体及无机填料中的一种或多种，如：
Li3YCl6
，
LLZO
，
Al2O3。。
[0011]优选的，所述电解质膜片对锂电压可达
4.85v
，与现有正极材料如
:
钴酸锂，磷酸铁锂及三元材料
,
负极材料如
:
碳负极，硅碳负极均有良好兼容匹配性，正负极界面副反应低
。
[0012]优选的，所述电解质膜片在
25
度下离子电导率可达
1.34*10
‑
3S/cm,60
度下离子电导率可达
6.73*10
‑
3S/cm
，离子迁移数为
0.64
，通过对材料聚合程度及聚合方式的精确控制，实现了成型过程
、
复合过程及电池固态化过程的全过程可控，对现有绝大部分锂电材料均具有良好通配性，耐受温度高达
270
度
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0014]1、
电解质使用的引发剂为无机锂盐，不存在偶氮二异丁腈
(AIBN)
等溶剂造成的电池性能恶化
,
与现有生产线匹配良好，略微改造即可实现量产，具备极高经济价值
。
[0015]2、
该专利技术采用了固态电解质膜片，该电池结构具有更高的能量密度，同时避免了液态电解质可能引发的泄漏和安全风险，电池采用薄膜结构，具有较小的体积和重量，适用于需要轻巧和紧凑设计的应用，如便携式电子设备，且制备方法中的电解质膜片可以在特定条件下进行固化，使得电池制备过程具有高度可控性，确保电池的质量和性能一致性
。
[0016]3、
电解质膜片对多种正极和负极材料具有良好的兼容性，使得电池可以与各种电池材料相匹配，降低了制备过程中的复杂性
,
且电解质膜片具有出色的高温性能，能够在高达
270
度的条件下工作，这对于某些高温应用非常有利，同时电解质膜片与正负极材料之间的界面副反应较低，有助于提高电池的循环寿命和稳定性
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0018]图1为本专利技术的第一立体结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的第二立体结构示意图
。
[0020]图中：
1、
固态电池主体；
2、
正极；
3、
负极；
4、
电解质膜片
。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0022]请参阅图1‑2，本专利技术提供的一种实施例：一种薄膜固态电池结构，所述固态电池主体1的两侧分为正极2与负极3，且正极2与负极3外表面皆缠绕有电解质膜片
4。
[0023]一种薄膜固态电池的制备方法，所述电解质膜片4固化程度为
70
％左右的流延膜片，其厚度在
27
微米左右，采用流延膜片作为电解质薄膜可以简化制备工艺，减少了生产中的复杂步骤和成本，且电解质薄膜的厚度约为
27
微米，这种薄膜有助于电池的轻量化和小型化，适用于便携式设备和其他需要紧凑设计的应用
。
[0024]进一步的，所述电解质膜片4使用时可以如传统隔膜一样直接与正负极一同卷绕，简化了制备电池的步骤，降低了生产的复杂性，从而提高了制造效率，卷绕时保持一定压力，在一定温度和气氛条件下封装，通过后续工艺完成剩余部分的进一步固化，使正负极与电解质完美结合，固化工艺做到全流程可控，从而提高电池的稳定性和性能
。
[0025]进一步的，所述电解质使用的引发剂为无机锂盐，不存在偶氮二异丁腈
(AIBN)
等溶剂造成的电池性能恶化，无机锂盐作为引发剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种薄膜固态电池结构，其特征在于：所述固态电池主体
(1)
的两侧分为正极
(2)
与负极
(3)
，且正极
(2)
与负极
(3)
外表面皆缠绕有电解质膜片
(4)。2.
根据权利要求1所述的一种薄膜固态电池的制备方法，其特征在于：所述电解质膜片
(4)
固化程度为
70
％左右的流延膜片，其厚度在
27
微米左右
。3.
根据权利要求2所述的一种薄膜固态电池的制备方法，其特征在于：所述电解质膜片
(4)
使用时可以如传统隔膜一样直接与正负极一同卷绕，卷绕时保持一定压力，在一定温度和气氛条件下封装，通过后续工艺完成剩余部分的进一步固化，使正负极与电解质完美结合，固化工艺做到全流程可控
。4.
根据权利要求3所述的一种薄膜固态电池的制备方法，其特征在于：所述电解质使用的引发剂为无机锂盐
。5.
根据权利要求1所述的一种薄膜固态电池的制备方法，其特征在于：所述固态电池主体
(1)
中的有机单体包括
1,3
‑
二氧戊烷，氰基聚乙烯醇
(PVA
‑
CN)。6.
根据权利要求1所述的一种薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗广圣，王子豪，李子健，彭懿霖，周卫平，程振之，高飞，刘春燕，朱少敏，郑嘉豪，
申请(专利权)人：深圳市鹏盛国能固态电池有限公司，
类型：发明
国别省市：