[发明专利]一种柔性固态电池

说明书

一种柔性固态电池，包括：正极片、负极片以及位于所述正极片和负极片之间的固态电解质膜，所述正极集流体或所述负极集流体为柔性碳材料膜，所述柔性碳膜具有孔隙，所述柔性碳膜的孔隙内存储有电解液。本发明使用具有孔隙结构的柔性集流体，柔性集流体上的孔隙状结构能够储存电解液，用于润湿固态电解质膜，以解决固态电解质膜与活性物质、集流体与活性材料之间的界面问题，通过添加少量的电解液润湿固态电解质界面，提高锂离子在固体颗粒缝隙之间的跃迁能力与速率，改善电池倍率性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种柔性的准固态电池或半固态电池制备技术。

背景技术

随着新能源汽车的应用普及，人们对新能源汽车的长续航能力提出了更高的要求，电池作为新能源汽车的主要动力源，为了满足续航需求，能量密度也越来越高，电池的安全问题也随之而来，因电池导致新能源汽车自燃的事件频繁发生。随着锂离子电池技术的突破，较安全的固态电池应时而出，固态电解质不像液态电解质一样会发生副反应，可有效防止电池内部锂枝晶造成短路，提高了电池的安全性能。不过固态电解质的界面问题会导致组装的固态电池极化内阻大、电流密度小、倍率性能差，该项技术是目前新能源领域的主要技术挑战与技术壁垒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以解决固态电解质界面问题、提高电池倍率性能的柔性固态电池。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种柔性固态电池，包括：正极片、负极片以及位于所述正极片和负极片之间的固态电解质膜，所述正极集流体或所述负极集流体为具有孔隙的柔性碳膜，所述柔性碳膜的孔隙内存储有电解液。

进一步的，所述柔性碳膜的孔隙率为70～95％，和/或所述柔性碳膜的比表面积为100～200m²/g。

进一步的，所述柔性碳膜中存储的电解液的量为电池重量的0.01％～10％。

优选的，所述柔性碳膜中存储的电解液的量为电池重量的0.15％～2.4％。

进一步的，所述柔性碳膜为碳纳米管宏观膜或石墨烯膜。

优选的，所述正极集流体表面具有多层叠加的正极活性物质层，每一层正极活性物质层均包含正极活性物质、粘结剂、导电剂和固体电解质粉末，各层正极活性物质层中的固态电解质粉末的含量从外向内逐层递减。

更进一步的，所述正极活性物质层中固态电解质粉末的含量为1％～50％。

更进一步的，每一层正极活性物质层中的固态电解质粉末的含量比与其相邻且位于其外侧的正极活性物质层中的固态电解质粉末的含量减小0.5％～10％。

进一步的，所述固态电解质膜为无机氧/硫化物陶瓷粉末和高分子聚合物的复合电解质膜。

进一步的，所述无机氧/硫化物陶瓷粉末为钙钛矿型LLTO、石榴石型LLZO、LLZTO、非晶LPON、硫化物中的一种或多种。

进一步的，所述高分子聚合物为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸亚乙烯酯的一种或多种和锂盐复合而成。

进一步的，所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂中的一种或多种。

进一步的，所述正极片、固态电解质膜、负极片依序按叠片方式组装成电池，电池内部设计为单体或串联或并联结构。