【技术实现步骤摘要】
本公开涉及能够在充电和放电期间抑制体积膨胀的全固态电池。
技术介绍
1、全固态电池包括：阴极复合层，设置在阴极集流体上；阳极复合层，设置在阳极集流体上；以及固体电解质层，插入在阴极复合层与阳极复合层之间。
2、阳极复合层包括阳极活性材料(如石墨、硅等和固体电解质)。固体电解质传导阳极复合层中的锂离子。然而，由于固体电解质具有比液体电解质更大的比重，所以全固态电池的能量密度低于锂离子电池的能量密度。
3、为了克服上述问题并增加全固态电池的能量密度，已经进行了锂金属作为阳极的应用的研究。然而，商业化需要克服许多问题，不仅包括诸如界面键合、锂枝晶生长等的研究技术问题，还包括诸如价格、大面积等的工业技术问题。
4、近来，已报道了对其中阳极被消除并且锂离子直接沉积在阳极集流体上的锂金属中的存储型无阳极全固态电池的研究。
技术实现思路
1、在优选的方面，本公开提供一种能够均匀地电沉积锂的全固态电池。
2、还提供了一种全固态电池，其中，在充电和放电期间体积变化最小化。
3、本公开的目的不限于上述内容。本公开的目的将能够通过下面的描述被清楚地理解，并且能够通过权利要求中描述的装置及其组合来实现。
4、如本文所使用的术语“全固态电池”是指包括固态电解质的可再充电次级电池。在某些实施例中，全固态电池可以是无阳极的全固态电池。
5、如在本文中所使用的，术语“无阳极全固态电池(anode-free all-solid-st
6、在一个方面，提供了一种全固态电池，包括：阳极集流体；缓冲层，设置在阳极集流体上；中间层，设置在缓冲层上并且包括碳材料和能够与锂合金化的金属；固体电解质层，设置在中间层上；阴极活性材料层，设置在固体电解质层上；以及阴极集流体，设置在阴极活性材料层上。
7、缓冲层可以是多孔的且具有弹性。
8、缓冲层可以包括导电材料。
9、如本文所使用的术语“导电材料”是指允许电流(例如，电子)流动或在一个或多个方向上输送电荷(例如，电子)的材料。优选地，导电材料可产生自由电子、正电荷空穴或正或负离子(例如，质子、阳离子或阴离子)，使得可在材料中或穿过材料继续定向电流。
10、全固态电池还可以包括设置在缓冲层和中间层之间的沉积层。当对全固态电池充电时，沉积层可以包括锂。
11、缓冲层可满足下面的关系1。
12、[关系1]
13、tb>td
14、这里，当充电状态(soc)为100时，tb可以是缓冲层的厚度，td可以是沉积层的厚度。
15、当全固态电池的容量小于约1mah/cm2时，缓冲层的厚度可以是约4，缓至10缓冲。
16、当全固态电池的容量是约或大于约1mah/cm2但小于约3mah/cm2时，缓冲层的厚度可以是约12冲层至30冲层。
17、当全固态电池的容量是约或大于约3mah/cm2但小于约5mah/cm2时，缓冲层的厚度可以是约20冲层至50冲层。
18、当全固态电池的容量是约或大于约5mah/cm2但小于约10mah/cm2时，缓冲层的厚度可以是约50冲层至100层的。
19、缓冲层可以具有约50％或更大的孔隙率。
20、缓冲层可具有约50gpa或更小的拉伸强度。
21、缓冲层可以具有约1tpa或更小的杨氏模量。
22、导电材料可包括纤维碳材料。
23、缓冲层可以包括由在三维中互连有纤维碳材料的网络形成的孔。
24、纤维碳材料可以包括碳纳米管、碳纳米纤维、气相生长碳纤维、或其组合。
25、能够与锂合金化的金属可以包括选自由金(au)、铂(pt)、钯(pd)、硅(si)、银(ag)、铝(al)、铋(bi)、锡(sn)、锌(zn)和镁(mg)构成的组中的一种或多种。
26、全固态电池在充电状态(soc)100和充电状态(soc)0之间可具有约1％或更小的体积变化。
27、还提供了一种包括如本文所述的全固态电池的车辆。
28、下文公开了本专利技术的其他方面。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种全固态电池，包括：
2.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述全固态电池还包括介于所述缓冲层与所述中间层之间的沉积层，并且当对所述全固态电池充电时，所述沉积层包括锂。
3.根据权利要求2所述的全固态电池，其中，所述缓冲层满足以下关系1：
4.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，当所述全固态电池的容量小于1mAh/cm2时，所述缓冲层的厚度为4μm至10μm。
5.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，当所述全固态电池的容量等于或大于1mAh/cm2但小于3mAh/cm2时，所述缓冲层的厚度为12μm至30μm。
6.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，当所述全固态电池的容量等于或大于3mAh/cm2但小于5mAh/cm2时，所述缓冲层的厚度为20μm至50μm。
7.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，当所述全固态电池的容量等于或大于5mAh/cm2但小于10mAh/cm2时，所述缓冲层的厚度为50μm至100μm。
8.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述缓冲层具有50％
9.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述缓冲层具有50GPa或更小的拉伸强度。
10.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述缓冲层具有1TPa或更小的杨氏模量。
11.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述导电材料包括纤维碳材料，并且所述缓冲层包括由在三维中互连有所述纤维碳材料的网络形成的孔。
12.根据权利要求11所述的全固态电池，其中，所述纤维碳材料包括碳纳米管、碳纳米纤维、气相生长碳纤维或前述的任何组合。
13.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，能够与锂合金化的所述金属包括选自由金Au、铂Pt、钯Pd、硅Si、银Ag、铝Al、铋Bi、锡Sn、锌Zn和镁Mg构成的组中的一种或多种。
14.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述全固态电池在充电状态SOC100与充电状态SOC0之间具有1％或更小的体积变化。
15.一种包括根据权利要求1所述的全固态电池的车辆。
...【技术特征摘要】
1.一种全固态电池，包括：
2.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述全固态电池还包括介于所述缓冲层与所述中间层之间的沉积层，并且当对所述全固态电池充电时，所述沉积层包括锂。
3.根据权利要求2所述的全固态电池，其中，所述缓冲层满足以下关系1：
4.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，当所述全固态电池的容量小于1mah/cm2时，所述缓冲层的厚度为4μm至10μm。
5.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，当所述全固态电池的容量等于或大于1mah/cm2但小于3mah/cm2时，所述缓冲层的厚度为12μm至30μm。
6.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，当所述全固态电池的容量等于或大于3mah/cm2但小于5mah/cm2时，所述缓冲层的厚度为20μm至50μm。
7.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，当所述全固态电池的容量等于或大于5mah/cm2但小于10mah/cm2时，所述缓冲层的厚度为50μm至100μm。
8.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜熙秀，崔洪硕，金善和，林栽敏，金相完，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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