[发明专利]一种一体化二次电池及其制备方法

权利要求书

1.一种一体化二次电池，其特征在于，包括一体化电池主体、电池壳体和电解液，所述一体化电池主体包括依次设置的正极、多孔隔膜和负极；所述多孔隔膜包括相对设置的第一表面和第二表面；所述正极包括设置在所述第一表面上的正极活性材料层和设置在所述正极活性材料层上的正极集流体；所述负极设置在所述第二表面上，所述负极包括金属膜层，所述金属膜层同时作为负极集流体和负极活性材料；所述电解液填充于所述正极与所述负极之间；所述金属膜层与所述第二表面接触的一侧具有三维多孔结构或所述金属膜层在其整个厚度方向上均具有三维多孔结构；其中，所述金属膜层通过气相沉积的方式设置在所述第二表面上，所述金属膜层的厚度为0.1 μm -100 μm，所述金属膜层的材质为金属材料，所述金属材料包括铝、铜、铁、锡、锌、镍、锰、钛和铅中的任意一种，或含有至少一种上述金属元素的合金，或含有至少一种上述金属元素的复合材料；所述正极集流体为膜材料，通过气相沉积的方式设置在所述正极活性材料层上。

2.如权利要求1所述的一体化二次电池，其特征在于，所述正极活性材料层通过涂覆的方式设置在所述第一表面上。

3.如权利要求1所述的一体化二次电池，其特征在于，所述三维多孔结构的多孔孔径大小为20 nm-100 μm。

4.如权利要求1所述的一体化二次电池，其特征在于，所述多孔隔膜包括一自所述第二表面向所述多孔隔膜内部延伸形成的混合层，所述混合层的孔洞中附着有所述金属材料，所述混合层的厚度为20 nm-10 μm。

5.如权利要求1所述的一体化二次电池，其特征在于，所述正极集流体的厚度为0.1 μm-300 μm，所述正极活性材料层的厚度为10 μm-100 μm。

6.如权利要求1所述的一体化二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包括碳材料、硫化物、氮化物、氧化物、碳化物、以及上述各材料的复合物中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的一体化二次电池，其特征在于，所述电解液包括电解质和溶剂，所述电解质包括锂盐、钠盐、钾盐、镁盐和钙盐的一种或多种；所述电解液中，所述电解质的浓度为0.1-10 mol/L。

8.一种一体化二次电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供多孔隔膜，所述多孔隔膜包括相对设置的第一表面和第二表面；

按一定比例称取正极活性材料，加入适当溶剂充分混合形成均匀浆料；然后将所述浆料均匀涂覆于所述第一表面，得到正极活性材料层，然后在所述正极活性材料层上通过气相沉积的方式制备正极集流体薄膜，形成正极；

在所述第二表面上气相沉积金属材料，形成厚度为0.1 μm -100 μm的金属膜层，得到负极；最终得到一体化电池主体；其中，所述金属材料包括铝、铜、铁、锡、锌、镍、锰、钛和铅中的任意一种，或含有至少一种上述金属元素的合金，或含有至少一种上述金属元素的复合材料；所述金属膜层与所述第二表面接触的一侧具有三维多孔结构或所述金属膜层在其整个厚度方向上均具有三维多孔结构；

在惰性气体或无水环境下，然后将所述一体化电池主体装入电池壳体中，加入电解液后封装，得到一体化二次电池。

9.如权利要求8所述的一体化二次电池的制备方法，其特征在于，所述气相沉积包括物理气相沉积和化学气相沉积中的至少一种。

10.如权利要求8所述的一体化二次电池的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方式包括刮涂、旋涂、喷涂、滚涂和挤压涂布中的一种或多种。