【技术实现步骤摘要】
本专利技术中公开的技术和具体实施方案涉及一种全固态锂二次电池技术，更具体地，涉及一种用于锂二次电池的固体电解质技术。
技术介绍
1、近年来，随着对环境问题的关注日益增加，正在积极地进行对可以替代基于化石燃料的车辆的电动汽车(ev)、利用新再生能源的储能系统(energy storage system，ess)等的研究。作为这种电动汽车(ev)等的动力源，主要使用具有高的放电电压和功率稳定性的锂二次电池。
2、另外，使用有机溶剂等液体电解质的现有的锂二次电池存在由于电解质的泄露而引发起火的危险性，并且存在由于电极反应导致电解质分解而引起电池膨胀的问题等。此外，由于为了防止这些问题而包括在现有的锂二次电池中的隔膜，在确保电池的高能量密度方面存在局限性。因此，为了解决上述问题，正在积极地进行对使用固态电解质的全固态锂二次电池的研究和开发。
3、用于全固态锂二次电池的固体电解质主要分为硫化物基固体电解质、聚合物基固体电解质、氧化物基固体电解质等，其中，氧化物基固体电解质具有优异的化学/热稳定性、机械强度等，因此作为新一代固体电解质材料备受关注。
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种氧化物基薄膜片，所述氧化物基薄膜片可以制造具有优异的耐久性等性能的氧化物基固体电解质片。
3、根据本专利技术的另一个方面，可以提供一种氧化物基固体电解质片，所述氧化物基固体电解质片可以在短时间内制造，并且可以在无需附加的加工工艺
4、根据本专利技术的另一个方面，可以提供一种氧化物基固体电解质片，所述氧化物基固体电解质片在没有基板的变形、片的损伤等问题的情况下制造，并且具有优异的耐久性等。
5、根据本专利技术的另一个方面，可以提供一种全固态锂二次电池，所述全固态锂二次电池包括具有优异的性能的氧化物基固体电解质片，因此具有提高的安全性和能量密度等。
6、技术方案
7、根据本专利技术的一个具体实施方案的氧化物基薄膜片包含氧化物基颗粒，所述氧化物基颗粒包含能够吸收可见光谱的光能的有色氧化物颗粒。
8、根据一个实施方案，以氧化物基颗粒的总重量为基准，所述有色氧化物颗粒的含量可以为0.1-10重量％。
9、根据一个实施方案，所述有色氧化物颗粒可以包含选自铬(cr)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、铜(cu)、铌(nb)、钼(mo)、钌(ru)、铑(rh)、钯(pd)、钒(v)、钨(w)、铁(fe)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、铽(tb)、铒(er)、锌(zn)、铋(bi)、砷(as)、锑(sb)及硒(se)中的一种以上的元素的氧化物。
10、根据一个实施方案，所述氧化物基颗粒可以包含锂导电性氧化物基颗粒。
11、根据一个实施方案，所述锂导电性氧化物基颗粒可以包含选自石榴石(garnet)化合物、钠超离子导体(nasicon)化合物和钙钛矿(perovskite)化合物中的一种以上的化合物。
12、根据一个实施方案，所述锂导电性氧化物基颗粒可以包含选自锆(zr)、磷酸盐(po4)和钛(ti)中的一种以上。
13、根据一个实施方案，所述氧化物基薄膜片可以通过将包含所述有色氧化物颗粒的浆料形成在基板上后进行干燥来制造。
14、根据一个实施方案，所述氧化物基薄膜片的根据cielab色差仪的l值可以为80以下。
15、根据本专利技术的一个具体实施方案的氧化物基固体电解质片通过将根据上述具体实施方案中的任一项的氧化物基薄膜片进行光烧结来制造。
16、根据一个实施方案，所述光烧结可以通过脉冲方式进行。
17、根据一个实施方案，所述光烧结时的每个脉冲的光照射时间(通路时间(on-time))可以为1000-4500μs。
18、根据一个实施方案，所述光烧结时的工作电压可以为100-450v。
19、根据一个实施方案，所述光烧结时的基板的温度可以保持在300℃以下。
20、根据一个实施方案，所述光烧结时照射的光能可以为25-150j/s·cm2。
21、根据一个实施方案，所述氧化物基固体电解质片可以具有0.25cm2以上的面积和10-300μm的厚度。
22、根据一个实施方案，所述氧化物基固体电解质片可以具有0.1-40％的孔隙率和10-6s/cm至10-2s/cm的离子电导率。
23、根据本专利技术的一个具体实施方案的固体电解质结构体包括：基板；以及所述基板上的经烧结的氧化物基固体电解质片，其中，所述氧化物基固体电解质片具有0.1-40％的孔隙率和10-6s/cm至10-2s/cm的离子电导率，所述氧化物基固体电解质片具有0.25cm2以上的面积和10-300μm的厚度。
24、根据一个实施方案，在所述氧化物基固体电解质片方面进行能量色散x射线光谱(eds)分析时，所述氧化物基固体电解质片中包含的粘合剂燃烧残留物的含量可以为10-80原子％(at％)。
25、根据一个实施方案，所述氧化物基固体电解质片可以包含：选自锆(zr)、磷酸盐(po4)和钛(ti)中的一种以上；以及选自铬(cr)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、铜(cu)、铌(nb)、钼(mo)、钌(ru)、铑(rh)、钯(pd)、钒(v)、钨(w)、铁(fe)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、铽(tb)、铒(er)、锌(zn)、铋(bi)、砷(as)、锑(sb)及硒(se)中的一种以上的元素。
26、根据本专利技术的一个具体实施方案的全固态锂二次电池包括根据上述具体实施方案中的任一项的固体电解质结构体。
27、有益效果
28、根据本专利技术的一个具体实施方案，可以制造形成为适当的颗粒之间的连接形式、颗粒形状、致密度等的氧化物基固体电解质片。
29、根据本专利技术的另一个具体实施方案，可以制造具有优异的耐久性和离子电导率的氧化物基固体电解质片。
30、根据本专利技术的另一个具体实施方案，可以在不发生从基板剥离的现象等的情况下制造氧化物基固体电解质片。
31、根据本专利技术的另一个具体实施方案，可以在没有锂等材料的损失或基板的破坏的情况下在短时间内制造氧化物基固体电解质片。
32、根据本专利技术的另一个具体实施方案，可以在无需附加的加工工艺的情况下实现氧化物基固体电解质片的薄膜化和大面积化。
33、根据本专利技术的另一个具体实施方案，通过抑制由于基板和片之间的元素扩散而导致的界面的形成和电阻的增加，可以提高氧化物基固体电解质片的性能。
34、根据本专利技术的另一个具体实施方案，可以提供一种全固态锂二次电池，所述全固态锂二次电池包括具有优异的性能的氧化物基固体电解质片，因此具有优异的安全性和能量密度等。
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1.一种氧化物基薄膜片，所述氧化物基薄膜片包含氧化物基颗粒，所述氧化物基颗粒包含能够吸收可见光谱的光能的有色氧化物颗粒。
2.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，以所述氧化物基颗粒的总重量为基准，所述有色氧化物颗粒的含量为0.1-10重量％。
3.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，所述有色氧化物颗粒包含选自铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、铁(Fe)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、铽(Tb)、铒(Er)、锌(Zn)、铋(Bi)、砷(As)、锑(Sb)及硒(Se)中的一种以上的元素的氧化物。
4.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，所述氧化物基颗粒包含锂导电性氧化物基颗粒。
5.根据权利要求4所述的氧化物基薄膜片，其中，所述锂导电性氧化物基颗粒包含选自石榴石化合物、钠超离子导体化合物和钙钛矿化合物中的一种以上的化合物。
6.根据权利要求4所述的氧化物基薄膜片，其中，所述锂导电性氧化物基颗粒包含
7.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，所述氧化物基薄膜片通过将包含所述有色氧化物颗粒的浆料形成在基板上后进行干燥来制造。
8.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，所述氧化物基薄膜片的根据CIELAB色差仪的L值为80以下。
9.一种氧化物基固体电解质片，其通过将权利要求1至8中任一项所述的氧化物基薄膜片进行光烧结来制造。
10.根据权利要求9所述的氧化物基固体电解质片，其中，所述光烧结通过脉冲方式进行。
11.根据权利要求10所述的氧化物基固体电解质片，其中，所述光烧结时的每个脉冲的光照射时间为1000-4500μs。
12.根据权利要求10所述的氧化物基固体电解质片，其中，所述光烧结时的工作电压为100-450V。
13.根据权利要求9所述的氧化物基固体电解质片，其中，所述光烧结时的基板的温度保持在300℃以下。
14.根据权利要求9所述的氧化物基固体电解质片，其中，所述光烧结时照射的光能为25-150J/s·cm2。
15.根据权利要求9所述的氧化物基固体电解质片，其中，所述氧化物基固体电解质片具有0.25cm2以上的面积和10-300μm的厚度。
16.根据权利要求9所述的氧化物基固体电解质片，其中，所述氧化物基固体电解质片具有0.1-40％的孔隙率和10-6S/cm至10-2S/cm的离子电导率。
17.一种固体电解质结构体，其包括：基板；以及所述基板上的经烧结的氧化物基固体电解质片，
18.根据权利要求17所述的固体电解质结构体，其中，在所述氧化物基固体电解质片方面进行能量色散X射线光谱(EDS)分析时，所述氧化物基固体电解质片中包含的粘合剂燃烧残留物的含量为10-80原子％。
19.根据权利要求17所述的固体电解质结构体，其中，所述氧化物基固体电解质片包含：选自锆(Zr)、磷酸盐(PO4)和钛(Ti)中的一种以上；以及选自铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、钒(V)、钨(W)、铁(Fe)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、铽(Tb)、铒(Er)、锌(Zn)、铋(Bi)、砷(As)、锑(Sb)及硒(Se)中的一种以上的元素。
20.一种全固态锂二次电池，其包括权利要求17至19中任一项所述的固体电解质结构体。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化物基薄膜片，所述氧化物基薄膜片包含氧化物基颗粒，所述氧化物基颗粒包含能够吸收可见光谱的光能的有色氧化物颗粒。
2.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，以所述氧化物基颗粒的总重量为基准，所述有色氧化物颗粒的含量为0.1-10重量％。
3.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，所述有色氧化物颗粒包含选自铬(cr)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、铜(cu)、铌(nb)、钼(mo)、钌(ru)、铑(rh)、钯(pd)、钒(v)、钨(w)、铁(fe)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、铽(tb)、铒(er)、锌(zn)、铋(bi)、砷(as)、锑(sb)及硒(se)中的一种以上的元素的氧化物。
4.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，所述氧化物基颗粒包含锂导电性氧化物基颗粒。
5.根据权利要求4所述的氧化物基薄膜片，其中，所述锂导电性氧化物基颗粒包含选自石榴石化合物、钠超离子导体化合物和钙钛矿化合物中的一种以上的化合物。
6.根据权利要求4所述的氧化物基薄膜片，其中，所述锂导电性氧化物基颗粒包含选自锆(zr)、磷酸盐(po4)和钛(ti)中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，所述氧化物基薄膜片通过将包含所述有色氧化物颗粒的浆料形成在基板上后进行干燥来制造。
8.根据权利要求1所述的氧化物基薄膜片，其中，所述氧化物基薄膜片的根据cielab色差仪的l值为80以下。
9.一种氧化物基固体电解质片，其通过将权利要求1至8中任一项所述的氧化物基薄膜片进行光烧结来制造。
10.根据权利要求9所述的氧化物基固体电解质片，其中，所述光烧结通过脉冲方式进行。
11.根据权利要求10所述的氧化物基固体电解质片，...
【专利技术属性】
技术研发人员：金京俊，朴知伶，李恩情，金敏圭，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：
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