[发明专利]降低固态电解质层孔隙率的方法及其应用

说明书

本发明提供了一种降低固态电解质层孔隙率的方法及其应用，该方法包括：对成膜、烘干后的固态电解质层进行等静压压实处理。采用该方法工艺简便，易实施，具有较高的可控性，可以在确保固态电解质层不会发生损坏、变形或褶皱的前提下对固态电解质层施加更高的压力，进而能够显著地降低固态电解质层的孔隙率，并且经该方法压实后的电解质层平整、无褶皱更有利于后续电池组装工艺的进行。

技术领域

本发明涉及固态电池技术领域，特别涉及一种降低固态电解质层孔隙率的方法及其应用。

背景技术

固态电池采用不可燃的固态电解质替换了可燃性的有机液态电解质，大幅提升了电池系统的安全性，同时能够更好地适配高能量正负极并减轻系统重量，实现能量密度同步提升。在各类新型电池体系中，固态电池是距离产业化最近的下一代技术，这已成为产业与科学界的共识。

降低全固态电池电解质层的孔隙率不仅能够提高电解质层的电导率、降低阻抗，还有利于降低电池的整体尺寸，从而提升固态电池的体积能量密度。然而，目前通常采用双辊对压设备降低全固态电池电解质层的孔隙率，但辊压设备所能施加的压力低，不能显著降低电解质层的孔隙率；并且在辊压过程中容易造成电解质层褶皱，双辊对压设备还易造成电解质的拉伸，从而导致其损坏；此外，使用辊压设备对电解质层进行辊压后，其容易出现卷曲的现象，导致后续电池组装工序困难。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种降低固态电解质层孔隙率的方法，以显著地降低固态电解质层的孔隙率，同时降低电解质层在压实过程中的损坏概率。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提出一种降低固态电解质层孔隙率的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：对成膜、烘干后的固态电解质层进行等静压压实处理。

进一步地，降低固态电解质层孔隙率的方法进一步包括：在进行所述等静压压实处理之前预先利用辊压设备对所述成膜、烘干后的固态电解质层进行第一辊压处理。

进一步地，降低固态电解质层孔隙率的方法进一步包括：利用辊压设备对等静压压实处理后的固态电解质层进行第二辊压处理。

进一步地，所述第一辊压处理使固态电解质层的孔隙率降低量不大于所述等静压压实处理使固态电解质层孔隙率降低量的25％。

进一步地，所述第二辊压处理使固态电解质层的孔隙率降低量不大于所述等静压压实处理使固态电解质层孔隙率降低量的25％。

进一步地，所述等静压压实处理包括：(1)将所述成膜、烘干后的固态电解质层/第一辊压处理后的固态电解质层置于密封弹性模具中；(2)利用液态介质或气态介质对所述密封弹性模具进行等静压压实处理。

进一步地，所述液态介质为液压油或水。

进一步地，所述等静压压实处理为冷等静压压实处理或热等静压压实处理。

进一步地，所述等静压压实处理的压力为3～700MPa、温度为20～150℃、时间为0.5～180min。

进一步地，所述等静压压实处理所采用的设备为冷等静压设备或具有加热及控温功能的等静压设备。

进一步地，所述冷等静压设备为湿袋法冷等静压设备或干袋法冷等静压设备。

进一步地，所述固态电解质层为自支撑结构或借助支撑体的复合支撑结构。

进一步地，所述固态电解质层包括固态电解质材料、粘结剂和离子导体。

进一步地，所述固态电解质层包括固态电解质材料、粘结剂、离子导体、聚合物支撑体和/或非聚合物支撑体。

进一步地，所述固态电解质材料为选自硫化物电解质、卤素电解质和氧化物电解质中的至少之一。