[发明专利]一种全固态电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种全固态电池及其制备方法。本发明提供的全固态电池包括正极、负极和位于所述正极和负极之间的固态电解质，所述负极包括第一负极和第二负极，所述第二负极位于第一负极的侧面，所述固态电解质包括第一固态电解质和第二固态电解质，所述第一固态电解质位于正极和第一负极之间，第二固态电解质位于正极和第二负极之间，所述第二固态电解质的粗糙度大于所述第一固态电解质的粗糙度。所述全固态电池中，电极主体部分所对应的第一固态电解质粗糙度较小，减少了固态电解质粗糙度较大导致的电池容易短路以及电池整体阻抗较大的问题；而第二固态电解质粗糙度较大，避免了固态电解质粗糙度过小，电极和固态电解质粘结力不强问题。

技术领域

本发明属于储能材料技术领域，涉及一种电池及其制备方法，尤其涉及一种全固态电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池自商业化推广以来，以其高能量密度、高工作电压、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保、以及可根据实际需求灵活设计尺寸形状大小等诸多优点被广泛用于各种便携式消费电子产品的电源。新能源汽车市场拥有巨大的前景，锂离子电池作为重要化学电源，在移动通讯设备、电动工具、电动自行车等方面应用广泛，锂离子电池及相关配套产业需求量越来越大。

目前，液体电解质锂电池已经得到了广泛的应用，但液体电解质锂电池存在能量密度不高、安全性差的问题，因此，固态电池被认为是下一代具有产业化价值的锂电池。但界面是固态锂电池推广使用的最大问题。在实际使用过程中，负极的膨胀会导致固态电解质与负极发生脱落。

JP2015195183A公开了正极活性物质层与无机固体电解质层的界面或者负极活性物质层与无机固体电解质层的界面中的至少一者的最大高度粗糙度Rz为1.5μm-5μm的全固态锂离子二次电池。

JP2015153507A公开了具有正极活性物质层、十点平均粗糙度Rz为500nm以下的层状无定形Li₄Ti₅O₁₂的负极活性物质层、以及被正极活性物质层和负极活性物质层夹持的固体电解质层的全固态电池。

CN110383559A公开了钠离子固态电池中固态电解质的粗糙度对电池性能的影响，其认为粗糙度提高，会提升固态电解质与活性物质层的贴合紧密度，进一步提高电池的整体性能。

但根据现有的研究成果，粗糙度的调整并不能完全解决粘结性和短路、阻抗的矛盾，本发明旨在提供一种解决现有技术中负极与固态电解质容易脱落的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种全固态电池及其制备方法。本发明提供的全固态电池能解决现有的全固态电池中存在的粘结性和短路、阻抗的矛盾。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种全固态电池，所述全固态电池包括正极、负极和位于所述正极和负极之间的固态电解质，所述负极包括第一负极和第二负极，所述第二负极位于第一负极的侧面，所述固态电解质包括第一固态电解质和第二固态电解质，所述第一固态电解质位于正极和第一负极之间，第二固态电解质位于正极和第二负极之间，所述第二固态电解质的粗糙度大于所述第一固态电解质的粗糙度。

本发明提供的全固态电池通过设置第一负极、第二负极，并将固态电解质分成第一固态电解质和第二电解质两部分，第一负极所对应的第一固态电解质粗糙度较小，减少了因为固态电解质粗糙度较大导致的电池容易短路以及电池整体阻抗较大的问题；而第二负极部分所对应的第二固态电解质，粗糙度较大，避免了现有全固态电池设计中，固态电解质粗糙度过小，电极和固态电解质粘结力不强问题。

本发明通过第一负极、第二负极、第一固态电解质、第二固态电解质的组合设计，克服了现有技术中固态电解质粗糙度设计两难的问题。