粘合剂和浆料组合物以及由粘合剂和浆料组合物制作的固态电池的制作方法

粘合剂和浆料组合物以及由粘合剂和浆料组合物制作的固态电池
1.相关申请的交叉引用
2.此申请要求于2015年4月8日提交的序列号为62/144,616的美国临时申请的优先权的权益，该美国临时申请通过引用方式并入本文。
3.政府权利
4.此发明是在由美国国防部授予的编号为h92222-14-p-0030的合同socom phase i sbir下利用政府支持做出的。政府具有本发明的某些权利。
技术领域
5.本文描述的各种实施方式涉及初级电化学电池和次级电化学电池、电极和电极材料、粘合剂和浆料组合物的领域，以及制造和使用初级电化学电池和次级电化学电池、电极和电极材料、粘合剂和浆料组合物的相应的方法。


技术实现要素：

6.在实施方式中，提供了固态电化学电池。电化学电池包括带有隔膜层的第一电极基底，和与第一电极基底以交替方式连续地交错以形成电化学电池的第二电极基底。
7.在另一实施方式中，提供了制造固态电化学电池的方法。该方法包括向第一电极基底施加隔膜层，并使第一电极基底的折叠部分与第二电极基底的交替折叠部分连续地交错以形成电化学电池。
8.在另一实施方式中，提供了固态电化学电池。电化学电池包括涂覆有第一基于多硫化锂的粘合剂组合物的第一电极基底，以形成阳极、阴极和隔膜中的至少一种；涂覆有第二基于多硫化锂的粘合剂组合物的第二电极基底；和第一电极与第二电极的连续交错的堆叠以形成具有交替的第一电极层和第二电极层的电化学电池。
9.在另一实施方式中，提供了制造固态电化学电池的方法。该方法包括对基于多硫化锂的粘合剂进行改性以提供阳极、阴极和隔膜中的至少一种；向第一电极基底施加改性的多硫化锂粘合剂；干燥改性的多硫化锂粘合剂；并且通过使第一电极基底以z形折叠并使第一电极基底与以z形折叠的第二电极基底连续地交错来形成电化学电池。
10.本文公开了其他实施方式，或在阅读和理解本技术的说明书和附图之后，其他实施方式对于本领域的技术人员将变得显而易见。
附图说明
11.本公开可通过参考以下附图的简要描述结合下文的详细描述进行理解。应注意到的是，为了清楚示出的目的，附图中的某些元件可不按比例绘制。
12.图1是根据实施方式制造对电化学电池的构造有用的、用于硫化物陶瓷的聚硫粘合剂的过程的流程图。
13.图2是根据实施方式在电化学电池的构造中使用用于硫化物陶瓷的聚硫粘合剂的
过程的流程图。
14.图3a至图3d是根据实施方式使用图1和图2限定的过程生产的示例性电化学电池的堆叠层的一组剖视图。
15.图4是根据实施方式使用具有本文描述的聚硫粘合剂的双z形折叠条制造电化学电池的过程的说明图。
16.图5是根据实施方式使用图1、图2和图4限定的过程生产的示例性电化学电池的部分的剖视图。
17.图6是根据实施方式用于制造诸如图7a至图7d所示的电化学电池的过程的流程图。
18.图7a至图7d是根据实施方式的一组视图，其详细描述了构造一个或多个电化学电池和得到的固态电池的一系列步骤。
19.图8a和图8b是用于与本发明进行比较而在这里示出的现有技术的实例。
具体实施方式
20.在以下描述中，提供了具体的细节来对给予本发明的各种实施方式透彻的理解。然而，在阅读和理解了本发明的说明书、权利要求和附图之后，本领域的技术人员将理解，本发明的一些实施方式可在不遵守本文阐述的一些具体的细节的情况下进行实践。此外，为了避免使本发明模糊不清，在本文描述的各种实施方式中获得应用的一些已知的方法、过程、设备和系统没有详细地公开。
21.固态电池的进步提供了安全性、封装效率的提升，并使新的高能化学物质成为可能。固态电极和电解质层传统上使用薄膜沉积技术(化学气相淀积(“cvd”)、溅射、热蒸发等)、粉末造粒、和/或流延成型进行加工。这些提到的方法中的任何方法可与高温烧结相结合。用于锂离子电极的涂覆工艺方法为可调整的和低成本的，但是阻止将这些存在的技术应用到固态电化学电池的一个问题为用于加工所需层的可相容的粘合剂、浆料和溶剂。用于固态电化学电池的有前途的锂-硫-磷(“li-s-p”)电解质材料与许多传统的溶剂不相容，但是传统的粘合剂依赖这样的溶剂，从而抑制了成本效益好的涂覆工艺在先进的li-s-p固态电化学电池中的使用。
22.本发明包括与合适的溶剂和li-s-p电解质材料相容的多硫化锂(li
x
sy)粘合剂组合物，从而支持了现有涂覆工艺和当前的固态电化学电池材料和组合物的集成。最显著地，本发明的粘合剂组合物改善了电化学电池中使用的固态玻璃或陶瓷颗粒层的粘附性。示例性粘合剂组合物可为与本文描述的多种溶剂中的一种或多种有关的多硫化锂(例如，li
x
sy*zthf、li2s
10
*2thf或li2s
10
*6thf，其中thf为四氢呋喃)。诸如本文公开的粘合剂组合物允许将由粘合剂形成的浆料在附加电解质材料或电极材料或附加固态电化学电池的每种材料的前身之后被涂覆并干燥成具有优秀的层间粘附性和层内粘附性的层。层内粘附性包括任何层内的颗粒与颗粒的粘附性，并且层间粘附性包括层与层的粘附性或层与基底的粘附性。本发明的粘合剂组合物可在固态锂电化学电池中的形成该固态电化学电池的阴极(正电极)、阳极(负电极)、和/或隔膜的任意层或所有层中使用。粘合剂和相关的浆料组合物允许使用低成本和可调整的方法涂覆固态电化学电池的层，例如，使用传统的湿法流延成型和涂敷方法。
23.虽然本文描述的内容适用于基于锂的电化学电池，但是显而易见的是，其也适用于多硫化钠类似物(na
x
sy)，并且提供了潜在的成本优势以及与钠电池材料的相容性。在其他应用中，多硒化物组合物可代替多硫化物组合物。此外，本文描述的粘合剂可在非锂电化学电池、硫化物膜应用、固态电化学电容器中使用，并且可在粘合剂组合物不溶于电解质(例如，离子液体)的液体电解质电池中使用。
24.当前的固态电极和隔膜涂层的性能受到限制，因为现有的粘合剂与涂覆浆料中的溶剂不适合或不相容。本发明的显著改进为与通常用于液体电解质和固态电池中的电池元件的诸如聚偏二氟乙烯(“pvdf”)、聚四氟乙烯(“ptfe”)、聚烯烃等传统的聚合物粘合剂相比，本文描述的聚硫粘合剂对电池中的固体硫化物材料给予了改善的可加工性和相容性。这些应用的实例可在hasegawa等人的pct申请wo2013179120a1中见到，并且该申请通过引用方式包括在本文中。虽然聚硫化物被认为作为电化学活性材料使用，诸如锂聚合物电池中的阴极，例如参见通过引用方式包括在本文中的美国专利6017651；但是这些化合物在固态锂电池中未被描述为粘合剂。具体地，例如，美国专利6017651还教导了对聚硫化物活性材料使用传统粘合剂。类似地，通过引用方式包括在本文中的美国专利6569573提到了锂电池中的聚硫化物，却也未将其作为粘合剂。此外，美国专利6569573还教导了传统粘合剂的使用：“有效的粘合剂的例子包括但不限于以下材料：聚四氟乙烯聚偏二氟乙烯(pvf2或pvdf)、三元乙丙(epdm)橡胶、聚环氧乙烷(peo)、uv可固化丙烯酸酯、uv可固化甲基丙烯酸酯和可热固化二乙烯醚等。粘合剂如果存在，则其含量优选为占2％至30％范围内的重量。”在另一个实例中，在通过引用方式包括在本文中的美国专利申请2012/0135318中，多硫化锂作为电化学阴极添加剂使用，以补偿电池的不可逆容量损失。同样地，此申请要求对电极涂层使用传统粘合剂。
25.本发明的粘合剂组合物与电解质友好的溶剂相容，同时在固态电池中达到足够的粘附性、导电性和和电化学性能。具体地，粘合剂组合物在对质子惰性的溶剂中稳定，对质子惰性的溶剂也适用于硫化物电解质材料。
26.图1是用于制造多硫化锂粘合剂和/或浆料的过程100的流程图，其中多硫化锂粘合剂和/或浆料用于对次级电化学电池的构造有用的硫化物玻璃和陶瓷。多硫化锂的加工及其组合物适于作为粘合剂和/或浆料的新颖使用的细节进一步在下文详细说明。
27.过程100从准备步骤110开始，其中可进行诸如前体合成、提纯和基底表面处理的任何准备活动。在所有的初始准备之后，过程100前进至步骤120，其中硫化合物和锂化合物可与合适的溶剂相结合。示例性硫化合物可包括例如元素硫粉末。示例性锂化合物可包括例如通常为粉末形式的金属锂(li)、硫化锂(li2s)和/或氮化锂(li3n)。示例性溶剂可包括例如四氢呋喃(“thf”)、二甲基亚砜、γ-丁内酯、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、亚硫酸二甲酯、二甲基亚砜、乙酸甲酯、甲酸甲酯、硝基甲烷、碳酸丙烯酯、氯五氟苯、甲基thf、噻吩、碳酸二甲酯、吡啶和环丁砜，但不限于此。许多溶剂可与锂化合物和硫化合物混合在一起。在此步骤中还可加入诸如共溶剂或聚合物的附加材料。例如，共溶剂可添加至粘合剂组合物，以控制得到的粘合剂组合物的干燥特性。粘合剂组合物还可由第二聚合物(诸如聚氯乙烯、聚苯胺、聚甲基丙烯酸甲酯(“pmma”)、丁腈橡胶(“br”)、pvdf或聚苯乙烯)进行改性或混合，以增加或降低由包括粘合剂组合物的浆料形成的涂覆层的弹性系数和可加工性。接下来，在步骤130中，粘合剂组合物可以以预定的时段和温度进行混合。例如，粘合剂组合物可混
合并在20至60摄氏度的温度下加热数小时，以使粘合剂组合物充分地均匀化。此外，对于步骤120和130，固体锂化合物和硫化合物可在添加溶剂前混合在一起。随后，固体化合物的组合物和溶剂可搅动、搅拌或以其他方式混合，直到固体溶解。无论混合的顺序如何，混合物中的固体可完全地溶解，或也可通过部分溶解组合物的固体部分来制备多硫化锂粘合剂组合物。接下来，在步骤140中，粘合剂组合物可直接地与陶瓷或玻璃硫化物粉末和其他材料(诸如电极材料、非硫化物电解质和额外的溶剂)结合，以形成对固态电化学电池组件的构造有用的浆料组合物。在步骤150中，这些浆料组合物可例如使用诸如刮片、辊式涂布、丝网印刷、喷墨印刷、气溶胶印刷或狭缝模具式涂布的方法(但不限于此)进行流延成膜。在步骤160中，在涂覆浆料组合物之后可被加热或允许风干。在最后的步骤170中，可对完成的被涂覆组件和/或电池进行性能或封装的评估。
28.作为过程100的各种步骤的替代方案，固体锂化合物和/或固体硫化合物可引入溶液或溶剂中，以通过恒电位电化学工艺形成多硫化锂粘合剂组合物。固体锂化合物和固体硫化合物可形成一个或多个电极，或诸如碳或铂的其他材料可作为溶液中的工作电极使用。此外，粘合剂组合物可制备并加热以除去任何制备溶剂。在步骤140中，可将干燥的粘合剂组合物添加至溶剂和陶瓷或玻璃粉末，以执行与全部或部分溶解的粘合剂组合物相同的功能。可存在其他的粘合剂组合物合成过程。
29.固态电池组件的形成的更多细节可通过图2的评述进行理解，图2是使用从如过程100描述的粘合剂组合物得到的聚硫化物浆料组合物的过程200的流程图，其中，聚硫化物浆料组合物在次级固态电化学电池的构造中用于硫化物玻璃和陶瓷。过程200从准备步骤210开始，其中可进行诸如选择任何需要的基底和/或与图1的过程100相关的描述的步骤的任何准备活动。在所有的初始准备之后，过程200前进至步骤220，其中可制备用于层(诸如隔膜、阳极和/或阴极)的改性粘合剂浆料组合物。应注意到的是，通过向粘合剂组合物中添加合适的材料，从而形成所需的浆料组合物，合适地合成的粘合剂可用来浇铸所有各种类型的所需的层。例如，对于离子和电子导电膜，浆料组合物可包括诸如金属氧化物、金属磷酸盐、元素硫或金属硫化物的电化学活性的陶瓷或玻璃粉末混合物。浆料组合物还可包括诸如石墨和炭黑的含碳固体，但不限于此。
30.在任何所需的浆料组合物的制备后，在步骤230期间，每个浆料组合物可在合适的基底上进行涂覆成膜或流延成膜(诸如下文的与图3a至图3d有关的描述)。浆料可直接地施加至基底或可涂覆在载体上然后层压至基底。接下来，在步骤240中，可对膜进行加热和/或烧结，以致密化和/或固化用于当前浇铸的层的膜。随后，过程200可返回至步骤220或步骤230，以根据需要多次进行进一步的浆料制备和/或膜铸塑，来产生期望的层堆叠。对于示例性膜堆叠，参见图3a至图3d。在所有期望的膜层形成后，过程200前进至步骤250，其中堆叠的层可集成到固态电池中。在最后的步骤260期间，可对完成的组件和/或电池进行性能或封装的评估。
31.图3a至图3d是使用图1和图2中限定的过程生产的示例性的电化学电池的一部分的堆叠层的一组剖视图。在堆叠层的每个配置中，提供了合适的基底(图3a的集电器325、图3b的铝层340、图3c的铜层355和图3d的锂层365)，在基底上形成层。一个或多个层可在基底层上形成。虽然未示出，但是层可在基底的两侧上形成，以及覆盖基底和/或先前沉积层的任何边缘。还应理解的是，用于任何单层或多层的加性或减性构图的已知技术还可与涂覆
工艺一起使用。
32.对于图3a的结构，包含粘合剂组合物和电极颗粒的混合物的浆料组合物可涂覆在集电器325上，进行干燥，并可选地致密化以形成第一电极层320。然后，包含粘合剂组合物和电解质颗粒的混合物的隔膜浆料组合物可涂覆在层320上，进行干燥，并再次可选地致密化以形成隔膜/电解质层315。第二电极/集电器310可靠着隔膜/电解质层315放置。图3a的结构形成了基本上完整的电化学电池。
33.对于图3b的结构，包含粘合剂组合物和阴极电极颗粒的混合物的浆料组合物可涂覆在铝基底340上，进行干燥，并可选地致密化以形成阴极335。然后，包含粘合剂组合物和电解质颗粒的混合物的隔膜浆料组合物可涂覆在层335上，进行干燥，并再次可选地致密化以形成隔膜/电解质层330。图3b的结构形成了电化学电池的阴极部分。
34.对于图3c的结构，包含粘合剂组合物和阳极电极颗粒的混合物的浆料组合物可涂覆在铜基底355上，进行干燥，并可选地致密化以形成阳极350。然后，包含粘合剂组合物和电解质颗粒的混合物的隔膜浆料组合物可涂覆在层350上，进行干燥，并再次可选地致密化以形成隔膜/电解质层345。图3c的结构形成了电化学电池的阳极部分。
35.对于图3d的结构，包含粘合剂组合物和电解质颗粒的混合物的隔膜浆料组合物可涂覆在锂箔365上，进行干燥，并再次可选地致密化以形成隔膜/电解质层360。图3d的结构形成了电化学电池的阳极部分。
36.图4是使用本发明的粘合剂和浆料组合物由z形折叠的两个独立的连续的长薄的材料条以交替方式一个在另一个上经由连续地交错来制造次级电化学电池的过程的说明图。在一个实施方式中，如图5所示和与图5相关的描述，材料条410和420可分别为双面涂层电极结构和锂箔。此外，诸如图3a至图3d所示和与图3a至图3d相关的描述，材料条410和420可为单面条。在另一实施方式中，连续交错的交替方式包括形成以z形折叠的一个电极基底的材料条与也折叠成z形的第二电极基底的交替折叠重叠。例如，如图4所示，交替的材料条可彼此正交地定向。
37.通过由连续的材料条形成电化学电池，得到的电池为具有集成电极连接的易于形成、集成和封装的交错的电化学电池。虽然在本文中以矩形分层的形式示出和描述，但是得到的电化学电池可以以多种不同的形式系数和形状形成。矩形可为用于生产的最简单的形状，然而许多形状是可能实现的，只要这些形状可以在连续地交错之前或之后由材料条形成。例如，可通过构造长方形电池然后除去电池的拐角来形成l形的电池。类似地，可通过从交错的长方形电池结构除去圆柱形的部分来形成带有中央孔径的电池。
38.图5是示出使用图1、图2、图3和图4中限定的过程生产得到的电化学电池的一部分沿图4的线a-a投射的截面的简化剖视图。该电化学电池可利用以上本文描述的改进的粘合剂组合物、浆料组合物和涂覆工艺和材料有利地形成。例如当材料条410作为阴极使用时，材料条410可为双面涂层电极，其由隔膜层411和在作为集电器的铝基底415的两个表面上涂覆或层压的阴极层413形成。材料条410可为例如长315厘米
×
宽14.3厘米，并且厚150微米。在此实例中的材料条420可简单地为具有例如长485cm
×
宽9.2cm、和厚35微米的尺寸的锂金属箔。其他材料条尺寸可视情况用于要构造的电池。
39.图6是使用如图4、图5和图7a至图7d示出和描述的双z形折叠电极条制作次级电化学电池的过程600的流程图。工序600从准备步骤610开始，其中可执行任何必要的或可选的
设置和准备步骤。设置和准备操作可包括例如将阳极条和阴极条(两者之一可包含隔膜层)切割至合适的宽度并切割至合适的长度。此外，集电器可经由可用来产生裸露区的区域涂层、或经由将电极和隔膜材料从合适区除去来在一个电池长度的距离上暴露。一旦完成了所有的准备操作，过程600前进至步骤620，如以上的本文描述的，其中执行材料条(诸如材料条410)的所需涂覆。接下来，在步骤630中，可将材料条定向为使得电极的平面相互平行并且材料条的长轴相互垂直，然后交替地进行z形折叠。图7a示出了将带有连续交错的两个材料条410和420的多层电池结构的两个层z形折叠的结果。可观察到的是，双z形折叠电极的编织使得较长的连续电极编织到一起，通过封装在双面阴极内的隔膜使阳极与阴极进行电隔离来最小化互连体积。对折叠进行重复，使每个材料条交替直到达到期望的电化学电池厚度或层数。
40.在折叠操作之后，在步骤640期间，可将电化学电池按压和/或加热到60至170摄氏度的温度最多300分钟。在实现了形成期望的电池所需要数量的z形折叠后，两个长的连续交错的电极的电池700的结构可表现为如图7b所示的结构。在按压和/或加热电化学电池之后，在步骤650中，电化学电池可进行封装。如图7c所示，对一个或多个电池进行封装可包括添加与材料层410(例如，锂阳极)接触并作为电流总线的金属衬片710。金属衬片710可由铜、不锈钢或其他金属制成。对于多个电池的电互连，阴极材料条410的最后一个折叠层可设计、配置或修改成使铝集电器720暴露，以允许对于堆叠电池的表面到表面电接触。在最后的步骤660中，过程600结束并可执行任何进一步的行动。进一步的行动可包括将一个或多个单个电池封装成并联或串联的配置，并评估电化学电池的性能。如图7d所示，多个电池可堆叠并封装在外壳730内，外壳730容纳电池并施加堆叠压力(诸如通过弹簧阵列740或其他工具)。过程600的任一和所有步骤可复制、重新排序和/或修改，以适应被加工的精确电池结构和/或材料的具体需求。
41.得到的电化学电池沿着功能面保持电接触，并且不需要用于将各层互连的接片。此布置提供了封装内的电化学电池的有效体积的优化，并且还降低了电化学电池的重量和复杂性，因为不需要层之间的附加的连接器和接片。由材料条形成的两个电极之间的电绝缘通过在一个材料条上的绝缘涂层保持。此涂层(诸如，隔膜层411)防止了短路，但是具有足够的离子导电率以用作电解质。另替代地或可选地，为了防止在边缘处发生短路，隔膜层(诸如，层411)可涂覆在电极层上，使得隔膜材料延伸超出电极的边缘，从而覆盖边缘。此外，在施加了电极和隔膜涂覆层之后，电极边缘可用附加的绝缘材料层进行涂覆。
42.描述的固态电化学电池配置包括两个互相交织的z形折叠，一个用于阴极-隔膜组合物，一个用于锂箔(或其他阳极材料)。此结构消除了对接片和连接线的需求，并最大化了方形电池的能量密度。该结构还允许在大部分固态电池区域上施加均匀的堆叠压力。在示例性配置中，得到的堆叠的一个表面为锂金属或裸露的阳极集电器，并且相对的表面为裸露的阴极集电器。集电器的这种配置允许电流离开电池堆，同时最小化所需的电连接器。电接触通过与堆叠的顶部和底部的物理接触来实现，一个提供正连接，一个提供负连接。电连接还可在两个电极的折叠的边缘处形成，这减小了电池在高功率应用的使用中的电阻。
43.如本文描述的，本发明还允许由串联的固态电池来制作双极性电池。与两个电极层兼容的导电片(例如，镍、如果需要避免副反应的话)放置在每个电池之间，并且可以传递的电池电压为电池单个电压的倍数。这样的可配置性在液体电解质电池中是困难的，甚至
是不可能的，因为自由流动的液体将导致短路(由于其在电池之间形成了离子导电路径)。这是使用本发明的技术构造的固态电化学电池的显著的优点。
44.图8a和图8b是用于与本发明进行比较的现有技术的实例。在现有技术中存在用于形成电化学电池的元件的z形折叠过程的多种实施。在用于生产堆叠电化学电池的一个常见实施中，隔膜层的单独的连续条被折叠，并且阳极片和阴极片交替地放置在每个隔膜层之间。更具体地，通过引用方式包括在本文中的kretschmar等人的美国专利申请公布2014/0272537a1提供了过去的z形折叠过程的细节。本技术中描述的由图8a代表的某些实施方式描述的电化学电池中，一个电极830和隔膜820以双z形折叠配置交错，第二电极810被应用为隔膜820的层之间的独立的片的。此结构明显与本发明不同，至少由于插入的电极片和独立的隔膜片的原因，其需要更大复杂性和更多的制造步骤。此外，现有技术的结构需要这些插入的电极片中的每个电极片上的电接片和将这些接片连接到电气总线的方法。当利用本发明的技术时，这些附加的独立层和接触件是直接集成的。
45.在现有技术领域的另一个实例中(由图8b代表)，通过引用方式包括在本文中的kitaoka kazuhiro的日本专利申请jp h0917441a描述了包括以双z形折叠交织的两个电极层(其中一个电极涂覆有隔膜材料)的配置。成本高地，此设计依赖带有插入在每个折叠中的一个导体的梳状集电器，以保持层的对齐并防止滑动。描述的电池也不是全部固态的，因为它利用了液体电解质。这些集电器增加了制造的复杂性并且还对电池增加了不合需要的重量和体积。与此相反，本发明的固态设计允许当正在生产堆叠时或堆叠折叠完成时对层的层压。这可以通过单独的机械压力或通过热辅助来完成。在本发明的电化学电池中，具有粘合性质的聚合物电解质也可用于对层进行层压。
46.以上描述的特征以及权利要求可以以多种方式组合，而不偏离本技术的范围。以下实例说明了一些可能的、非限制性的组合：
47.(a1)固态电化学电池可包括具有隔膜层的第一电极基底，和与第一电极基底以交替方式连续地交错以形成电化学电池的第二电极基底。
48.(a2)如(a1)表示的电化学电池还可包括涂覆在第一电极基底和第二电极基底中的一个上的阳极层。
49.(a3)如(a1)或(a2)表示的电化学电池还可包括涂覆在第一电极基底和第二电极基底中的一个上的阴极层。
50.(a4)在如(a1)至(a3)表示的电化学电池中，第一电极基底和第二电极基底可选自包括锂金属、铜、镍、不锈钢和铝的组。
51.(a5)在如(a1)至(a4)表示的电化学电池中，隔膜层还可包括基于多硫化锂的粘合剂组合物。
52.(a6)在如(a1)至(a5)表示的电化学电池中，电流总线可电连接到第一电极基底和第二电极基底中的至少一个。
53.(a7)在如(a1)至(a6)表示的电化学电池中，可提供外壳以容纳电化学电池并向电化学电池施加压力。
54.(a8)在如(a1)至(a7)表示的电化学电池中，交替方式可包括以z形折叠的第一电极基底和以z形折叠的第二电极基底的重叠交替折叠。
55.(b1)制造固态电化学电池的方法可包括向第一电极基底施加隔膜层，并使第一电
极基底的折叠部分与第二电极基底的交替折叠部分连续地交错以形成电化学电池。
56.(b2)如(b1)表示的方法可包括在第一电极基底和第二电极基底中的一个上涂覆阳极层。
57.(b3)如(b1)或(b2)表示的方法可包括在第一电极基底和第二电极基底中的一个上涂覆阴极层。
58.(b4)如(b1)至(b3)表示的方法可包括图案化隔膜层以暴露第一电极基底的至少一部分。
59.(b5)如(b1)至(b4)表示的方法可包括将电化学电池加热到60至170度的温度范围。
60.(b6)在如(b1)至(b5)表示的方法中，连续地交错的步骤可包括重复地折叠第一电极基底和第二电极基底来彼此正交地重叠以形成交替层的z形的堆叠。
61.(c1)固态电化学电池可包括涂覆有第一基于多硫化锂的粘合剂组合物的第一电极基底，以形成阳极、阴极和隔膜中的至少一种，涂覆有第二基于多硫化锂的粘合剂组合物的第二电极基底，和第一电极与第二电极的连续交错的堆叠，以形成具有交替的第一电极层和第二电极层的电化学电池。
62.(c2)在如(c1)表示的电化学电池中，第一多硫化锂粘合剂组合物和第二多硫化锂粘合剂组合物中的每个还可包括锂化合物、硫化合物和溶剂。
63.(c3)在如(c1)或(c2)表示的电化学电池中，锂化合物可选自包括锂金属、硫化锂和氮化锂的组。
64.(c4)在如(c1)至(c3)表示的电化学电池中，溶剂可选自包括四氢呋喃、二甲基亚砜、γ-丁内酯、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、亚硫酸二甲酯、二甲基亚砜、乙酸甲酯、甲酸甲酯、硝基甲烷、碳酸丙烯酯、氯五氟苯、甲基thf、噻吩、碳酸二甲酯、吡啶和环丁砜的组。
65.(c5)如(c1)至(c3)表示的电化学电池可包括共溶剂和聚合物中的至少一种。
66.(d1)制造固态电化学电池的方法可包括对基于多硫化锂的粘合剂进行改性以提供阳极、阴极和隔膜中的至少一种，向第一电极基底施加改性的多硫化锂粘合剂，干燥改性的多硫化锂粘合剂，并通过以z形折叠的第一电极基底并使第一电极基底与以z形折叠的第二电极基底连续地交错来形成电化学电池。
67.因此，应当注意的是，以上描述中包含的或在附图中示出的内容应解释为说明性的，并且不具有限制意义。以上描述的实施方式应被认为是本发明的实例，而不限制各种发明的范围。除发明的上述实施方式之外，详细描述和附图的评述将示出存在这样的发明的其他实施方式。因此，本文未明确地阐述的发明的上述实施方式的许多组合、排列、变化和修改将仍然落入这样的发明的范围内。权利要求旨在涵盖本文中描述的所有通用和特定特征，以及本方法和系统的范围的所有陈述，这些特征和陈述在语言上均被视为落入权利要求的范围中。