多层全固态电池涂层的制作方法

本公开涉及用于全固态电池的涂层和制作方法。

背景技术：

1、先进的电池概念(诸如全固态系统)呈现了锂离子电池的替代方案。典型的固态电池包括具有固体电解质的阳极、固体电解质分隔物以及具有固体电解质的阴极。固态电池的制造过程包括昂贵的过程，诸如物理气相沉积或电子束沉积，或每个层单独地机械粘附到另一层。当经由这些过程制造电池单元时，平面几何形状可能会引起界面电阻挑战。为此，用于组装电池单元的过程可降低全固态电池系统中的界面电阻。

技术实现思路

1、根据一个或多个实施例，一种用于固态电池的涂覆系统包括：馈送器，所述馈送器提供第一衬底箔；第一电极分配器，所述第一电极分配器在所述馈送器的下游；电解质分配器，所述电解质分配器在所述第一电极分配器的下游；以及第二电极分配器，所述第二电极分配器在所述电解质分配器的下游。所述第一电极分配器中具有第一固体活性材料和第一固体电解质的第一混合物，所述第一分配器在所述箔上沉积第一电极层。所述电解质分配器中具有第二固体电解质，所述电解质分配器在所述第一电极层上沉积电解质层。所述第二电极分配器中具有第二固体活性材料和第三固体电解质的第二混合物，所述第二电极分配器在所述电解质层上沉积第二电极层。所述系统还包括：辊，所述辊在所述第二电极层上在所述第二电极分配器的下游提供第二衬底箔以形成分层结构；以及卷筒，所述卷筒用于对所述分层结构进行压辊以形成固态电池。所述第一电极分配器、所述电解质分配器和所述第二电极分配器连续地且不断地沉积所述第一电极层、所述电解质层和所述第二电极层。

2、根据一个或多个实施例，一种用于固态电池的涂覆系统包括：馈送器，所述馈送器提供第一衬底箔；阳极电解液分配器，所述阳极电解液分配器在所述馈送器的下游；电解质分配器，所述电解质分配器在所述馈送器的下游；以及阴极电解液分配器，所述阴极电解液分配器在所述馈送器的下游。所述阳极电解液分配器中具有阳极活性材料和阳极固体电解质的第一混合物，所述阳极电解液分配器在所述箔上沉积阳极电解液层。所述电解质分配器中具有固体电解质材料，所述电解质分配器在所述阳极电解液层上沉积电解质层。所述阴极电解液分配器中具有阴极活性材料和阴极固体电解质的第二混合物，所述阴极电解液分配器在所述电解质层上沉积阴极电解液层。所述系统还包括：辊，所述辊在所述阳极电解液分配器、所述电解质分配器和所述阴极电解液分配器的下游提供第二衬底箔；以及卷筒，所述卷筒用于对在所述第一衬底箔与所述第二衬底箔之间的所述阳极电解液层、所述电解质层、所述阴极电解液层进行压辊。所述阳极电解液分配器、所述电解质分配器和所述阴极电解液分配器分别连续地沉积所述阳极电解液层、所述电解质层和所述阴极电解液层。

3、根据一个或多个实施例，一种生产全固态电池的方法包括：提供第一衬底箔，所述衬底箔包括第一表面；在所述第一表面层上沉积第一电极层，所述第一电极层包括第一固体活性材料和第一固体电解质材料；在所述第一电极层上沉积电解质层，所述电解质层包括第二固体电解质材料；以及在所述电解质层上沉积第二电极层，所述第二电极层包括第二固体活性材料和第三固体电解质材料。所述方法还包括：在所述第二电极层上提供第二衬底箔以形成分层结构；以及对所述分层结构进行压辊以形成固态电池单元。

技术特征：

1.一种用于固态电池的涂覆系统，其包括：

2.如权利要求1所述的涂覆系统，其中加热所述卷筒以对所述分层结构进行热压辊。

3.如权利要求1所述的涂覆系统，其中所述第一电极分配器、所述电解质分配器和所述第二电极分配器容置在单个分配器头中，以使得所述第一电极分配器是所述单个分配器头中的第一电极喷嘴，所述电解质分配器是所述单个分配器头中的电解质喷嘴，并且所述第二电极分配器是所述单个分配器头中的第二电极喷嘴。

4.如权利要求1所述的涂覆系统，其中所述第一电极分配器、所述电解质分配器和所述第二电极分配器是用于分别沉积所述第一电极层、所述电解质层和所述第二电极层的分开的分配器头。

5.如权利要求1所述的涂覆系统，其还包括在所述馈送器下游和所述辊上游的至少一个涂覆调节器。

6.如权利要求5所述的涂覆系统，其还包括第一涂覆调节器，所述第一涂覆调节器在所述第一电极分配器的下游和所述电解质分配器的上游，所述第一涂覆调节器被配置成对所述第一电极层执行预定的第一电极调节处理。

7.如权利要求6所述的涂覆系统，其还包括第二涂覆调节器，所述第二涂覆调节器在所述电解质分配器的下游和所述第二电极分配器的上游，所述第二涂覆调节器被配置成对所述电解质层执行预定的电解质调节处理。

8.如权利要求7所述的涂覆系统，其还包括第三涂覆调节器，所述第三涂覆调节器在所述第二电极分配器的下游和所述辊的上游，所述第三涂覆调节器被配置成对所述第二电极层执行预定的第二电极调节处理。

9.如权利要求5所述的涂覆系统，其还包括第一涂覆调节器和第二涂覆调节器，所述第一涂覆调节器在所述第一电极分配器的下游和所述电解质分配器的上游，所述第一涂覆调节器被配置成对所述第一电极层执行预定的第一电极调节处理，而所述第二涂覆调节器在所述第二电极分配器的下游和所述辊的上游，所述第二涂覆调节器被配置成对所述第二电极层执行预定的第二电极调节处理。

10.一种用于固态电池的涂覆系统，其包括：

11.如权利要求10所述的涂覆系统，其还包括：

12.如权利要求11所述的涂覆系统，其中所述预定的阳极电解液层调节处理和所述预定的阴极电解液层调节处理各自是厚度经调节的。

13.如权利要求11所述的涂覆系统，其还包括：

14.如权利要求10所述的涂覆系统，其中所述阳极电解液分配器在所述阴极电解液分配器的上游。

15.如权利要求10所述的涂覆系统，其中所述电解质馈送器在所述阳极电解液分配器与所述阴极电解液分配器之间。

技术总结
本公开提供“多层全固态电池涂层”。一种用于固态电池的涂覆系统包括：馈送器，所述馈送器用于第一衬底箔；以及电解质分配器，所述电解质分配器在两个电极分配器之间。所述第一电极分配器中具有第一固体活性材料和第一固体电解质的第一混合物，并且在所述箔上沉积第一电极层。所述电解质分配器在所述第一电极层上沉积电解质层。所述第二电极分配器具有第二固体活性材料和第二固体电解质的第二混合物，并且在所述电解质层上沉积第二电极层。辊在所述第二电极层上在所述第二电极分配器的下游提供第二衬底箔，以形成分层结构。所述系统还包括用于对所述分层结构进行压辊以形成固态电池的卷筒，其中所述层被连续地沉积。

技术研发人员：P·皮埃特拉斯,郭健浩,希·派克
受保护的技术使用者：福特全球技术公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4