[发明专利]固态电解质膜片及固态锂金属电池

说明书

本发明提供一种固态电解质膜片及固态锂金属电池。本发明的固态电解质膜片具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，在第一表面上设有若干向固态电解质膜片的内部延伸、但不贯通至第二表面的微孔。本发明也提供包括上述固态电解质膜片的固态锂金属电池。本发明所提供的固态电解质膜片，在其第一表面上所设的不贯通至相对第二表面的微孔，可诱导锂离子在微孔内沉积，减小锂离子在其他位置不均匀沉积而发生锂枝晶生长、甚至刺穿固态电解质膜片的风险，从而避免了固态锂金属电池短路现象的发生。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种固态电解质膜片及固态锂金属电池。

背景技术

为了进一步提高电池的容量密度，从锂离子二次电池到锂二次电池的升级势在必行。目前的锂二次电池主要采用液态电解质材料，其中含有大量有机溶剂，导致液态锂二次电池安全隐患凸出。而全固态锂二次电池则具有液态锂二次电池不可比拟的安全性，并有望彻底消除使用过程中的安全隐患，更符合电动汽车和规模储能领域未来发展的需求。因此，各国研究者正大力开发全固态锂二次电池。

但是，全固态锂二次电池的发展还面临着一些问题，其中之一就在于锂离子在电池中的不均匀沉积会形成锂枝晶，锂枝晶一旦刺透电解质层，将导致正负极发生直接接触，引起电池短路。对于液态电池来说，电池短路会导致电池短时间内释放大量热量，引燃有机电解液导致起火乃至爆炸；对于全固态电池来说，虽然不会存在起火爆炸的风险，但是电池发生短路后亦会大量产热，具有潜在的危险。因此，短路问题的解决方案成为全固态电池研究的关键。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种固态电解质膜片及固态锂金属电池，以改善固态锂金属电池发生短路的技术问题。

为了达到上述目的，本发明的第一方面提供了一种固态电解质膜片，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面上设有若干向固态电解质膜片的内部延伸、但不贯通至所述第二表面的微孔。

本发明的第二方面提供了一种固态锂金属电池，包括依次层叠设置的正极膜片、固态电解质膜片及负极膜片，其中，所述固态电解质膜片为本发明第一方面中的固态电解质膜片，且所述固态电解质膜片的第一表面靠近所述负极膜片，所述固态电解质膜片的第二表面靠近所述正极膜片。

相对于现有技术，本发明至少包括如下所述的有益效果：

本发明所提供的固态电解质膜片在其第一表面上具有若干不贯通至相对第二表面的微孔，可诱导锂离子在微孔内沉积，减小锂离子在其他位置不均匀沉积而发生锂枝晶生长甚至刺穿固态电解质膜片的风险，从而避免了电池短路现象的发生。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的固态电解质膜片的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的固态电解质膜片的剖面图；

图3是根据本发明第二实施方式的固态电解质膜片的剖面图；

图4是根据本发明第三实施方式的固态电解质膜片的剖面图；

图5是根据本发明第四实施方式的固态锂金属电池的剖面图。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的固态电解质膜片及固态锂金属电池。

本发明的第一实施方式涉及一种固态电解质膜片。图1和图2分别示出了本实施方式的固态电解质膜片的结构示意图和剖面图。如图1和图2所示，固态电解质膜片1具有第一表面11和以及与该第一表面11相对的第二表面12，在第一表面11上设有若干向固态电解质膜片1的内部延伸、但不贯通至第二表面12的微孔101。