[发明专利]一体式全固体二次电池

说明书

为了提高二次电池的安全性，使用固相的电解质制作二次电池的方法正在研究中。然而，在单独制作电极与固相的电解质后，通过进行层压制作二次电池的过程不仅复杂，并且由于电极与固相电解质之间的残留水分，可能会发生副反应。并且，需要额外工艺来减少电极与固相电解质之间的界面电阻。本发明为了解决这些缺点，将与溶剂混合的导电性陶瓷材料和聚合物的混合浆料涂覆到电极，使溶剂蒸发后，再使液体电解质吸收，并覆盖相反电极，制作一体式全固体二次电池。如上所述的一体式全固体二次电池的制作方法具有简化制作步骤、抑制副反应及减少电极与固相电解质之间的界面电阻的效果。

技术领域

本发明涉及一种电极与固体电解质一体化的一体式全固体二次电池(Integratedall-solid-state secondary battery)及其制造方法，其中，上述一体式全固体二次电池是将包括导电性陶瓷材料、聚合物及溶剂的混合浆料涂覆到电极，并且使溶剂干燥后，吸收液体电解质而制成。

背景技术

现有技术中，是将电极、电解质、隔膜等二次电池所需的单元均单独制造后，通过层压在一起来制造二次电池。全固体二次电池也与现有的方式相同，是以通过独立的工艺制造固相电解质后，与电极进行层压的方式制成。由于现有的方法是将电极与固相电解质分别制造后进行层压，因此存在电极与固相电解质之间的界面电阻增大的问题。所以需要附加的单元(例如，包括高分子和导电性陶瓷材料(conductive ceramic material)的缓冲层)和工艺来减少电极和固相电解质之间的界面电阻。并且，现有的固相电解质在常温中离子电导率低，并且与电极的界面电阻高，因此存在显示出的电池特性低的问题。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于，通过解决现有全固体二次电池的制作工艺上的问题，简化全固体二次电池制造工艺。根据本发明，不仅可以减少全固体二次电池的制造费用，还可以提高全固体二次电池的特性。

本发明的目的在于，提供一种解决了现有的固相电解质问题的新型固体电解质。

用于解决问题的方案

现有的二次电池是在分别制造用于组装电池的各个单元(电极、电解质及隔膜等)后层压而成。全固体二次电池也与现有的工艺相同，是以独立的工艺制作固相电解质后，通过将其与电极层压合体的方式制成。这种工艺不仅复杂，且固相电解质暴露于空气中的水分的时间较长。并且，由于电极与固相电解质是单独制造后通过机械层压，因此界面电阻会增大。因而需要额外的工艺来减少界面电阻。

本发明将包括导电性陶瓷材料、聚合物及溶剂的混合浆料涂覆到电极，后使溶剂蒸发，简化全固体电池的制作工艺。并且，可通过减少起到电解质作用的构成材料暴露于空气中的水分的时间来减少二次电池中的副反应。本发明使液体电解质吸收至使溶剂蒸发后的、包括陶瓷材料及聚合物的复合膜来制造固相电解质。因此，根据本发明，不需要额外工艺(例如，形成缓冲层)也可以有效减少电极与电解质之间的界面电阻。

发明效果

根据本发明，可以通过简化全固体二次电池制造工艺来减少费用。并且，本发明可以提高二次电池的界面电阻等特性。

附图说明

图1是一体式全固体二次电池制作工艺的示意图。

图2是将包括导电性陶瓷材料、聚合物及溶剂的混合浆料涂覆到正极上，通过干燥去除溶剂，并且使液体电解质吸收至包括导电性陶瓷材料及聚合物的复合膜(去除溶剂而形成)中，之后覆盖负极所制成的一体式全固体二次电池的示意图。