[发明专利]制造固态电池组的电极层压体的方法

说明书

本发明涉及制造固态电池组电池的电极层压体的方法，包括方法步骤：a)提供基本由金属组成并在其表面至少一部分上结构化的负电极；b)提供聚合物电解质前体；c)在负电极的结构化表面至少一部分上施加聚合物电解质前体；d)加热聚合物电解质前体和/或负电极至聚合物电解质前体的组成部分至少之一的熔化温度以上的温度，以便在负电极的结构化表面至少一部分上形成聚合物电解质层；e)提供包含至少一个集流体和至少一种正极活性材料的正电极；f)上下叠放负电极和包含至少一个集流体和至少一种正极活性材料的正电极，使聚合物电解质层在负电极和正电极之间，以便形成电极堆叠；g)挤压电极堆叠，以便获得稳定的电极层压体。

技术领域

本发明涉及一种用于制造电极层压体（Elektrodenlaminat）的方法，以及按照该方法获得的电极层压体及其在电化学的电池组电池中的用途。

背景技术

固态电池组电池、尤其是聚合物电池组电池是重要的一组电化学蓄能器。它们由于不存在液态电解质来以经提高的安全性而出众。通常，这种聚合物电池组电池的制造首先包括正电极的制造。为此，通常提供一种活性材料浆料（Aktivmaterialaufschlämmung），其包含至少一种活性材料、聚合物、锂盐和在必要时的其他导电添加剂。典型地，使用非质子有机溶剂，比如乙腈或环己酮来制造浆料。为此，首先使聚合物在混合器（Mischer）中溶解在溶剂中。随后，剩余的组分被依次加入并被小心地相互混合，以便获得均匀的混合物。在必要时，从混合物去除（befreien）一部分溶剂，并以糊状物质的形式施加该混合物到集流体（Stromsammler）上。随后，必要时在经提高的温度下，除去剩余的溶剂，以便获得多细孔的正电极（阴极）。

在下一个步骤中，通常制造电解质浆料，其方式为，在加入溶剂的情况下使适合的聚合物和导电盐在混合器中溶解。通常，在此情况下使用与制造活性材料浆料的情况下相同的溶剂和相同的混合器类型。含有溶剂的电解质浆料被施加到正电极的表面，并随后去除溶剂。

最后，将负电极（阳极）布置在如此获得的层压体上，使得电解质层处于正电极和负电极之间。

但是，这种常规方法有多个缺点。各个步骤是非常时间耗费的，因为组成部分（尤其是聚合物组分）的溶解是费时的。此外必要的是，含有溶剂的电解质浆料具有并不过高的粘度，以便获得均匀的电解质层并且实现各个层之间的良好连接。尤其是，电解质浆料应具有低粘度，以便能够渗入到正电极的细孔中并且实现完美的连接。通过由于电解质浆料的溶剂在其施加期间所引起的空气夹杂和正电极的活性材料组合物的部分溶解而得出其他缺点。

US2012/040243公开一种用于制造电极的方法，所述电极包含集流体和层压在其上的活性材料，其中，该方法也适应于不添加液体或溶剂的情况。为此，活性材料组合物的组成部分与粒状粘合剂被一起加入到混合器中，以便实现粘合剂的纤维化（Fibrillierung）。 因此形成可以借助压延机施加到集流体的表面上的物质。在此，所期望的原纤化的粘合剂颗粒的制造需要精确的方法控制。尽管不存在溶剂和其他液体，在这里也可能发生电池组电池的正极活性材料（positives Aktivmaterial）、集流体和其他组成部分，尤其是固态电解质之间的不充分的连接。

JP2014-127333描述一种正电极，其中，集流体的表面具有凹陷，其能够部分地容纳被施加到该表面的颗粒状的活性材料。这改善活性材料在集流体上的接合。在电极与固态电解质之间的良好接触因此不能被保证。

从现有技术中已知的这些方法需要用于制造正电极的特殊技术，这些特殊技术部分地需要巨大的耗费。但是，这些特殊技术不能确保也对于电池组电池的其他组成部分，例如也对于电解质和负电极形成稳定的连接，其中形成电池组电池的各个组件之间的良好的接触。

发明内容

因此，本发明的任务基于，提供一种方法，其能够以简单的技术方法制造稳定的电极层压体的方法。所述任务已经通过接下来所描述的本发明得以解决。