全固态电池的制作方法

本公开涉及具有包括能够与锂合金化的金属的中间层的无阳极全固态电池。

背景技术：

1、全固态电池是三层堆叠，三层堆叠包括：阴极活性材料层，设置在阴极集电器上；阳极活性材料层，设置在阳极集电器上；以及固体电解质层，插入在阴极活性材料层与阳极活性材料层之间。

2、通常，阳极活性材料层包括传导锂离子的固体电解质和阳极活性材料，诸如石墨。固体电解质具有比液体电解质更大的比重，并且因此，全固态电池的能量密度低于使用液体电解质的锂离子电池的能量密度。

3、为了解决以上问题，即，为了提高全固态电池的能量密度，正在进行关于锂金属作为阳极的应用的研究。然而，需要克服许多障碍，包括研究技术问题(诸如界面结合、锂枝状晶体的生长等)和工业技术问题(诸如成本、难以确保大规模等)。

4、最近，正在研究其中省去阳极并且锂离子(li+)以锂金属的形式直接沉淀在阳极集电器上的无阳极全固态电池。

5、该无阳极全固态电池具有中间层，该中间层包括银(ag)和碳材料，并且该中间层介于固体电解质层与阳极集电器之间，以便均匀地沉淀和沉积锂。当全固态电池充电时，来自阴极的锂离子(li+)通过固体电解质层到达中间层。锂离子(li+)在与银(ag)合金化的同时迁移，并且然后在迁移之后在阳极集电器与中间层之间以锂金属的形式沉淀。

6、在常规锂离子电池中，被配置为存储锂的阳极活性材料(如石墨)的理论比容量是众所周知的，但是无阳极全固态电池不具有被配置为容纳锂离子的元件。

7、在该背景技术部分中所公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，并且因此上述信息可能包括并不形成在该国为本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开内容致力于解决与现有技术相关的上述问题，并且本公开内容的目的是提供指示器，以取决于阴极的容量预测中间层中的合适的金属量和电池性能。

2、在一个方面，本公开提供了一种全固态电池，包括：阳极集电器，设置在阳极集电器上的中间层；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并且包括阴极活性材料；以及阴极集电器，设置在阴极活性材料层上，其中，中间层可以包括能够与锂合金化的金属，并且满足以下公式1，

3、[公式1]

4、50≤中间层中金属含量/放电容量密度[μg/mah]≤200。

5、在优选实施例中，阴极活性材料可以包括li[nixco(1-x)/2mn(1-x)2]o2(x≥0.6)。

6、在另一个优选的实施例中，阴极活性材料的容量可以是约160mah/g至185mah/g。

7、在又一个优选实施例中，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)以及其组合组成的组中的至少一者。

8、在又一个优选的实施例中，中间层中的金属含量可以是约180μg/cm2至500μg/cm2。

9、在又一个优选的实施例中，放电容量密度可以是约2.0mah/cm2至3.0mah/cm2。

10、下文论述本公开的其他方面和优选实施例。

11、下文论述本公开的以上和其他特征。

技术特征：

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，所述阴极活性材料包括

3.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述阴极活性材料的容量为160mah/g至185mah/g。

4.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述金属包括金au、铂pt、钯pd、硅si、银ag、铝al、铋bi、锡sn、锌zn或所述金属的任意组合中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述中间层中的金属含量是180μg/cm2至500μg/cm2。

6.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，所述放电容量密度是2.0mah/cm2至3.0mah/cm2。

技术总结
一种全固态电池，包括：阳极集电器；中间层，位于阳极集电器上；固体电解质层，位于中间层上；阴极活性材料层，位于固体电解质层上并且包括阴极活性材料；以及阴极集电器，位于阴极活性材料层上，其中中间层包括被配置为与锂形成合金的金属，并且满足以下公式1：50≤中间层中的金属含量/放电容量密度[μg/mAh]≤200。

技术研发人员：姜煕秀,南荣镇,金相完,金善和,林栽敏,崔洪硕
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15