本發(fā)明涉及電池材料，尤其涉及一種固態(tài)電池的電芯、固態(tài)電池的電芯的制備方法及固態(tài)電池。

背景技術(shù)：

1、固態(tài)電池技術(shù)，作為一項引領(lǐng)電池領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵性進(jìn)展，其核心優(yōu)勢在于采用固態(tài)電解質(zhì)以替代傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)，這一革新舉措顯著提升了電池的安全性能及能量密度，從而成為電池技術(shù)進(jìn)化路徑中的一個重要趨向。

2、然而，值得注意的是，固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的界面穩(wěn)定性和接觸性，構(gòu)成了制約固態(tài)電池性能優(yōu)化的核心挑戰(zhàn)。就目前而言，產(chǎn)業(yè)化層面的固態(tài)電池制備工藝，普遍遵循一種策略：即將固態(tài)電解質(zhì)材料涂覆于高分子材質(zhì)的電池隔膜上，進(jìn)而組裝成半（或準(zhǔn)）固態(tài)電池，或稱固態(tài)電池的電芯。盡管這種工藝在一定程度上減少了液態(tài)組分的依賴，但即便只是存在少量的液體，也依然會在正負(fù)極與隔膜之間引發(fā)較大的界面阻抗問題，進(jìn)而影響電池的整體效能。

3、此外，現(xiàn)有技術(shù)中廣泛應(yīng)用的隔膜，其厚度通常在10um-16um之間。這一尺寸范圍的選擇，既非隨意，亦非最優(yōu)：一方面，過薄的隔膜雖有利于減輕重量、提升能量密度，但卻可能降低整體安全性能，并且增加了固態(tài)電解質(zhì)涂覆的技術(shù)難度；另一方面，若隔膜過厚，雖能在一定程度上增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，但無疑會推高生產(chǎn)成本，并因材料體積的增加而犧牲鋰離子電池的整體能量密度。更為嚴(yán)峻的是，在高溫工作環(huán)境下，電池內(nèi)部的正負(fù)極材料易發(fā)生脫落，即所謂的“脫粉”現(xiàn)象，進(jìn)一步威脅到電池的穩(wěn)定運行。

4、鑒于上述種種挑戰(zhàn)，對現(xiàn)有固態(tài)電池制備技術(shù)進(jìn)行改良與升級，已成為亟待解決的關(guān)鍵課題。

5、以上信息作為背景信息給出只是為了輔助理解本公開，并沒有確定或者承認(rèn)任意上述內(nèi)容是否可用作相對于本公開的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種固態(tài)電池的電芯、固態(tài)電池的電芯的制備方法及固態(tài)電池，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種固態(tài)電池的電芯，包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和復(fù)合保護(hù)膜；其中，

4、所述正極極片、隔膜和負(fù)極極片依次疊放設(shè)置；

5、所述正極極片和所述負(fù)極極片均包括相對設(shè)置的第一表面和第二表面，所述第一表面為靠近所述隔膜一側(cè)的表面；

6、所述第一表面和所述第二表面均通過涂覆形成有所述復(fù)合保護(hù)膜；

7、所述復(fù)合保護(hù)膜包括mof材料、固態(tài)電解質(zhì)材料、粘接劑和鋰鹽。

8、進(jìn)一步地，所述固態(tài)電池的電芯中，所述mof材料為uio-66或zif-8；

9、所述mof材料通過模板法或直接合成法制備得到。

10、進(jìn)一步地，所述固態(tài)電池的電芯中，所述固態(tài)電解質(zhì)材料為peo、pan、latp、llzo中的任意一種或組合。

11、進(jìn)一步地，所述固態(tài)電池的電芯中，所述鋰鹽為litfsi、lifsi、licf3so3中的任意一種或組合。

12、進(jìn)一步地，所述固態(tài)電池的電芯中，所述復(fù)合保護(hù)膜的厚度為2um。

13、進(jìn)一步地，所述固態(tài)電池的電芯中，所述隔膜的厚度小于10um。

14、第二方面，本發(fā)明提供一種固態(tài)電池的電芯的制備方法，用于制備如上述第一方面提供的固態(tài)電池的電芯，所述方法包括：

15、按照一定比例，將mof材料、固態(tài)電解質(zhì)材料和粘結(jié)劑混合溶解，并在其中添加鋰鹽，得到混合漿液；

16、將所述混合漿液，通過涂覆技術(shù)分別均勻涂覆在正極極片和負(fù)極極片的相對的兩個表面；

17、將涂覆后的正極極片和負(fù)極極片進(jìn)行烘干和固化，并進(jìn)行輥壓，以分別在所述正極極片和負(fù)極極片的表面形成復(fù)合保護(hù)膜；

18、將正極極片、隔膜和負(fù)極極片依次疊放設(shè)置，以形成固態(tài)電池的電芯。

19、進(jìn)一步地，所述制備方法中，所述按照一定比例，將mof材料、固態(tài)電解質(zhì)材料和粘結(jié)劑混合溶解，并在其中添加鋰鹽，得到混合材料的步驟包括：

20、按照一定比例，將mof材料、固態(tài)電解質(zhì)材料和粘結(jié)劑混合溶解，并在其中添加鋰鹽；

21、在室溫下混合攪拌24小時，得到混合漿液。

22、進(jìn)一步地，所述制備方法中，所述方法還包括：

23、將ncm材料、導(dǎo)電乙炔黑和粘接劑按照8：1：1的質(zhì)量比例混合，并分散于nmp中，再涂布于鋁箔的相對的兩個表面，烘干后得到正極極片。

24、第三方面，本發(fā)明提供一種固態(tài)電池，包括如上述第一方面提供的固態(tài)電池的電芯。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

26、本發(fā)明提供的一種固態(tài)電池的電芯、固態(tài)電池的電芯的制備方法及固態(tài)電池，通過分別在正極極片和負(fù)極極片的表面通過涂覆形成包括mof材料、固態(tài)電解質(zhì)材料、粘接劑和鋰鹽的復(fù)合保護(hù)膜，使得無需再在隔膜上涂覆固態(tài)電解質(zhì)材料，從而不僅可使用10um以下較薄的隔膜，有利于減輕重量、提升能量密度，而且可降低工藝難度，改善電池的動力學(xué)性能和耐高溫性能。

27、本發(fā)明具有其它的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實施方式共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

技術(shù)特征：

1.一種固態(tài)電池的電芯，其特征在于，包括正極極片（1）、負(fù)極極片（2）、隔膜（3）和復(fù)合保護(hù)膜（4）；其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)電池的電芯，其特征在于，所述mof材料為uio-66或zif-8；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)電池的電芯，其特征在于，所述固態(tài)電解質(zhì)材料為peo、pan、latp、llzo中的任意一種或組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)電池的電芯，其特征在于，所述鋰鹽為litfsi、lifsi、licf3so3中的任意一種或組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)電池的電芯，其特征在于，所述復(fù)合保護(hù)膜（4）的厚度為2um。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)電池的電芯，其特征在于，所述隔膜（3）的厚度小于10um。

7.一種固態(tài)電池的電芯的制備方法，用于制備如權(quán)利要求1-6中任一項所述的固態(tài)電池的電芯，其特征在于，所述方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述按照一定比例，將mof材料、固態(tài)電解質(zhì)材料和粘結(jié)劑混合溶解，并在其中添加鋰鹽，得到混合材料的步驟包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：

10.一種固態(tài)電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-6中任一項所述的固態(tài)電池的電芯。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電池材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種固態(tài)電池的電芯、固態(tài)電池的電芯的制備方法及固態(tài)電池，通過分別在正極極片和負(fù)極極片的表面通過涂覆形成包括MOF材料、固態(tài)電解質(zhì)材料、粘接劑和鋰鹽的復(fù)合保護(hù)膜，使得無需再在隔膜上涂覆固態(tài)電解質(zhì)材料，從而不僅可使用10um以下較薄的隔膜，有利于減輕重量、提升能量密度，而且可降低工藝難度，改善電池的動力學(xué)性能和耐高溫性能。

技術(shù)研發(fā)人員：譚劍華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東力王新能源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28