固态电池及固态电池的制造方法与流程

本发明涉及一种固态电池及其制造方法，具体而言，涉及一种能够在没有锂层且没有诸如聚合物的有机物电解质的情况下制造的固态电池及其制造方法。

背景技术：

1、固态电池是指将电池正极和负极之间的电解质从以往的液体代替为固体的电池。

2、在由液体电解质制成的通常的现有技术的电池中，如果正极和负极彼此接触，则存在发生火灾的危险。然而，在固态电池中，由于锂离子在其中移动的电解质由固体制成，因此电解质和电极始终被固定，从而使固态电池在受到外部影响时，也能够正常工作而不会被损坏或爆炸。

3、另一方面，为了提高生产效率，主要使用聚合物作为固态电池的材料。例如，电极膜(electrode film)可以贴合在电解质膜(electrolyte film)，在这种情况下，可以使用聚合物等有机材料来使电解质膜和电极膜粘结和成型。

4、例如，韩国授权特许第10-1211968提示出一种使用聚合物而不使用溶剂的方法，以解决制造电池时使用大量溶剂的湿法工艺的问题。

5、然而，当为了粘结和成型的目的而使用诸如聚合物的有机电解质材料时，存在离子电导率(离子传导率)或针对温度变化的稳定性降低的问题。

6、此外，在现有技术中，作为负极的材料还有使用由锂制成的膜的情况。

7、然而，锂膜(锂层)不仅容易被氧化，而且在较低温度下会被熔化，因此存在制造和性能维护不容易的问题。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本发明旨在解决前述的问题，本发明的目的在于提供一种不具有锂层的固态电池及其制造方法。

3、并且，本发明的目的在于提供一种不使用聚合物的固态电池及其制造方法。

4、具体而言，本发明的目的在于提供一种固态电池及其制造方法，在没有聚合物的情况下，也可以使固体电解质(或固体电解质膜)和电极(或电极膜)直接彼此贴合，由此能够提高离子传导率和生产效率。

5、用于解决问题的手段

6、为了实现上述目的，本发明提供一种通过将不包含聚合物的固体的电解质膜和固体的电极膜结合来制造固态电池的方法，包括：供应步骤，供应电解质膜和电极膜；以及挤压步骤，使所述电解质膜的一面和所述电极膜的一面通过挤压来彼此贴合；所述电解质膜由具有预设定的密度的非晶质材料形成。因此，即使没有聚合物等有机电解质，也可以通过挤压容易地贴合电极膜和电解质膜。

7、此时，当将与所述电解质膜相同的材料的结晶固体的归一化密度定义为1时，所述电解质膜的归一化密度优选地小于1。因此，即使没有聚合物等有机电解质，也可以通过挤压容易地贴合电极膜和电解质膜。

8、并且，在所述供应步骤中，所述电解质膜的一面和所述电极膜的一面在彼此面对的状态下，可以被引导向一对辊之间，并且在所述挤压步骤中，所述电解质膜和所述电极膜可以在通过一对所述辊之间的同时彼此间被挤压。因此，能够连续地对电极膜和电解质膜进行挤压并实现固态电池的量产。

9、并且，在所述挤压步骤中，可以通过加热单元将一对所述辊加热至预设定的温度。因此，能够提高通过电极膜和电解质膜的挤压的贴合效率。

10、并且，在所述供应步骤之前，还可以包括：在所述电极膜的另一面和所述电解质膜的另一面分别贴合金属箔的步骤。因此，可以通过挤压仅将电极膜和电解质膜彼此贴合，由此能够更容易地实现固态电池的量产。

11、本发明可以提供一种通过前述的制造方法制造的固态电池。

12、并且，本发明提供一种固态电池，其特征在于，包括：电极膜；以及电解质膜，通过挤压贴合在所述电极膜的一面，所述电解质膜由具有预设定的密度的非晶质材料形成。

13、当将与所述电解质膜相同的材料的结晶固体的归一化密度定义为1时，所述电解质膜的归一化密度优选地小于1。

14、所述电解质膜的一面和所述电极膜的一面，在彼此面对的状态下通过一对挤压辊之间的同时，所述电解质膜和所述电极膜可以彼此贴合。

15、所述电解质膜和所述电极膜可以通过由加热单元加热的一对所述挤压辊彼此贴合。

16、在所述电极膜的另一面和所述电解质膜的另一面可以分别贴合金属箔。

17、所述金属箔可以包括：第一金属箔，配置在所述电极膜的另一面；以及第二金属箔，配置在电解质膜的另一面。

18、所述第一金属箔可以形成为用作正极集电体，所述第二金属箔可以形成为用作负极集电体。

19、所述电极膜可以是正极层，所述电解质膜可以是电解质层。

20、本发明提供一种固态电池的制造方法，其特征在于，包括：供应步骤，供应固体的电解质膜和固体的电极膜；以及挤压步骤，使所述电解质膜的一面和与所述电解质膜的一面面对的所述电极膜的一面通过挤压彼此贴合，所述电解质膜由非晶质材料形成，当将与所述电解质膜相同的材料的结晶固体的归一化密度定义为1时，所述电解质膜的归一化密度小于1。

21、发明效果

22、根据本发明，可以提供一种不具有锂层的固态电池及其制造方法。

23、并且，根据本发明，可以提供一种不使用聚合物的固态电池及其制造方法。

24、并且，根据本发明，可以提供一种固态电池及其制造方法，在没有聚合物的情况下，也可以使电解质膜和电极膜直接彼此贴合，由此能够提高离子传导率和生产效率。

技术特征：

1.一种固态电池的制造方法，所述制造方法通过结合固体的电解质膜和固体的电极膜来制造固态电池，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的固态电池的制造方法，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的固态电池的制造方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的固态电池的制造方法，其特征在于，

5.根据权利要求1或2所述的固态电池的制造方法，其特征在于，

6.一种通过权利要求1至5中任一项所述的制造方法制造的固态电池。

7.一种固态电池，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的固态电池，其特征在于，

9.根据权利要求7或8所述的固态电池，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的固态电池，其特征在于，

11.根据权利要求7或8所述的固态电池，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的固态电池，其特征在于，

13.根据权利要求12所述的固态电池，其特征在于，

14.根据权利要求7或8所述的固态电池，其特征在于，

15.一种固态电池的制造方法，其特征在于，

技术总结
本发明涉及一种固态电池及其制造方法，其特征在于，包括：固体的电解质膜；以及固体的电极膜,通过挤压贴合在所述电解质膜的一面，所述电解质膜不包含聚合物，由具有预设定的密度的非晶质材料形成。根据本发明，由于不使用锂层和聚合物，因此能够提高固态电池的离子传导率和生产效率。

技术研发人员：徐智贤
受保护的技术使用者：BEI实验室株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15