[发明专利]全固态电池的制造方法

说明书

本发明提供一种全固态电池的制造方法，该方法使固体电解质层和电极彼此充分紧密地接触而没有电极形状的变形或对电极的损坏。本发明的全固态电池的制造方法包括：将固体电解质层的浆料涂布至电极活性材料层的表面以形成图案化固体电解质层，并且进行加压以形成固体电解质层。

技术领域

本申请要求于2018年11月2日在韩国提交的韩国专利申请10-2018-0133816的优先权。本发明涉及一种全固态电池的制造方法，所述全固态电池包括固体电解质层、正极和负极以及置于正极和负极之间的固体电解质层，其中，所述固体电解质层包括具有离子传导性的无机固体电解质。

背景技术

使用液体电解质的锂离子电池具有负极和正极通过隔膜绝缘的结构，因此当隔膜因变形或外部冲击而损坏时可能引起短路，从而导致诸如着火或爆炸等危险。因此，可以说在锂离子二次电池领域中开发能够确保安全性的固体电解质是非常重要的问题。

使用固体电解质的锂二次电池的优点在于，其具有增强的安全性，防止电解质的泄漏从而提高电池的可靠性，并且便于制造薄型电池。另外，锂金属可以用作负极从而提高能量密度。因此，已经期望将这种使用固体电解质的锂二次电池应用于电动车辆用高容量二次电池以及紧凑型二次电池，并且已经作为下一代电池而备受关注。

然而，与使用液体电解质的电池相比，使用固体电解质的锂二次电池具有较低的离子电导率，并且特别是在低温下显示出输出特性的劣化。另外，与液态电解质相比，固体电解质层对电极的粘附性较低，从而导致界面电阻增加的问题。为了解决上述问题，进行使用热和/或压力对电极和固体电解质层加压的层压(lamination)过程，以使电极和固体电解质层彼此紧密接触。然而，当施加高压来进行层压时，电池元件可能损坏(例如，电极活性材料颗粒可能破裂)。另外，当将具有高延展性的固体电解质材料用于固体电解质层时，电极可与固体电解质颗粒的变形一起延展，从而导致电极形状的变形。在这种情况下，难以获得原始设计的电极形状。另外，电极可能过度延展，因此可能被撕裂。由于这些原因，对于使用固体电解质的电极，与液体电解质存在下的电极的容量相比，不能充分地实现容量，因此提供的容量低于设计容量或理论容量。在这些情况下，需要开发一种全固态电池的新制造方法，该方法确保电极和固体电解质层之间的充分粘附，同时防止对电极的损坏。

发明内容

[技术问题]

设计本发明是为了解决现有技术的问题，因此本发明旨在提供一种全固态电池的制造方法，该方法使固体电解质层和电极彼此充分紧密地接触而没有电极形状的变形或对电极的损坏。从以下详细描述中可以理解本发明的这些和其他目的和优点。而且，将容易理解的是，本发明的目的和优点可通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。

[技术方案]

根据本发明的第一实施方式，提供了一种在电极表面上形成有固体电解质层的全固态电池用电极部件的制造方法，该方法包括以下步骤(S1)至(S3)：

(S1)准备包含集流体和形成在所述集流体的表面上的电极活性材料层的电极；

(S2)将固体电解质层形成用浆料涂布至所述电极的表面，然后干燥，从而形成图案化固体电解质层；并且

(S3)通过对步骤(S2)的产物加压而进行层压，使得所述电极活性材料层的表面可以被固体电解质层完全覆盖，

其中，步骤(S2)以下述方式进行：使得所述固体电解质可以覆盖所述电极活性材料层的表面的至少一部分，条件是将固体电解质层图案化为具有未涂覆固体电解质的未涂覆部分。

根据本发明的第二实施方式，提供了第一实施方式中限定的全固态电池用电极部件的制造方法，其在步骤(S3)之前，还包括加热步骤(S2)的产物的步骤。

根据本发明的第三实施方式，提供了第二实施方式中限定的全固态电池用电极部件的制造方法，其中，所述加热在60-150℃下进行。