[发明专利]多层电解质单元、包括该多层电解质单元的二次电池及其制造方法

说明书

本发明涉及一种多层电解质单元、包括该多层电解质单元的二次电池及其制造方法，且更具体地，本发明涉及一种其中通过堆叠包含液体电解质的聚合物涂层和包含在多孔结构基底中具有离子性液体的陶瓷固体电解质而使电解质被配置成多层的多层电解质单元、包括该多层电解质单元的二次电池及其制造方法。

技术领域

本申请要求于2016年7月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0087037号的权益和优先权，通过引用将上述专利申请的整体内容结合在此。

本发明涉及一种多层电解质单元、包括该多层电解质单元的二次电池及其制造方法，且更具体地，本发明涉及一种其中通过堆叠包含液体电解质的聚合物涂层和包含在多孔结构基底中具有离子性液体的陶瓷固体电解质而使电解质被配置成多层的多层电解质单元、包括该多层电解质单元的二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，随着诸如笔记本电脑、手机等便携式电子装置的使用迅速增加，用于向这些装置供电的二次电池技术也引起了广泛关注。随着装置的性能提高，功耗也增加，因此，也出现了对于高容量和高电压电池的需求。因此，基于许多设计师为了克服现有技术中二次电池的缺点并设计具有高性能、高效率的电池的努力，二次电池的性能得到了显著的提高，但事实上仍存在很多局限性。

锂离子二次电池的结构是由阴极活性材料、阳极活性材料和电解质这三个元素构成的。锂离子从阳极移动到阴极并从阴极移动到阳极，因此，电池作用正进行中。

电解质部分仅起锂离子导体的作用。在广泛使用的锂离子二次电池中，使用其中锂盐溶解在非质子(proton)有机溶剂中的电解质溶液。

然而，液体电解质具有显示高离子电导率的优点，但液体电解质作为酸性溶液从根本上说是对环境不利的，且涉及泄漏风险。此外，由于阴极电解质与阳极电解质彼此不隔离，因此液体电解质不是电化学安全的且半电池测试是不可能的。

因此，为了克服液体电解质的问题，已对固体电解质进行了积极的研究，但现有技术中的固体电解质因电极与固体电解质之间的点接触而具有高界面电阻和低离子电导率的问题。

此外，为了占领电动车辆和电力存储的市场，必须保证锂离子电池的高压和高容量电池技术，为此，必须开发一种高压阳极。

然而，在现有技术的二次电池的情形中，由于为了稳定阳极和阴极而包括由相同成分制成的阳极电解质和阴极电解质，因此可用于锂二次电池的阳极活性材料的范围有限，不能使用高压阳极。

此外，在现有技术的锂二次电池中，通过使用相同成分的阳极电解质和阴极电解质，由于该电解质而引起附加问题，且问题在于：因为阳极的特性不能被最大化，所以不能确定高压阳极的准确特性。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种多层电解质单元，其中通过在阴极的表面上形成包括阴极电解质在内的聚合物涂层并将包含阳极电解质的陶瓷固体电解质接合至阳极而使各个电极电解质物理分离。

此外，本发明的一个目的是提供一种多层电解质单元，其中所述陶瓷固体电解质和所述聚合物涂层彼此物理地分离，以防止阳极材料渗透到阴极、易于确定高压/高容量阳极活性材料的准确特性、并且包含高压/高容量阳极电解质。

此外，本发明的一个目的是提供一种多层电解质单元，其中阳极电解质被包含在陶瓷固体电解质中，因此，可以省略阳极与所述陶瓷固体电解质之间的聚合物电解质层，而且厚度小且制造成本较低，因此，这是很经济的。

技术方案