具有降低的界面电阻的全固态电池的制作方法

本发明涉及一种具有降低的界面电阻的全固态电池。

背景技术：

1、随着诸如气候变化等环境问题的出现，配备有使用液体电解质(liquidelectrolyte)的锂离子电池的电动车辆的比例正在增加。然而，使用液体电解质的电池具有着火和爆炸的风险，因此正在积极开发包括固体电解质以取代液体电解质的全固态电池。

2、全固态电池包括正极(cathode)、固体电解质层和负极(anode)。由于全固态电池的每个组件都呈固态，因此需要考虑许多因素，诸如层间界面的电阻、固体电解质层的锂离子导电性(lithium ion conductivity)、工艺中的水稳定性、固体电解质层的柔性等。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种全固态电池，其中层间的界面电阻降低。

2、本发明的另一个目的是提供一种具有优异的水稳定性的全固态电池。

3、本发明的目的不限于前述内容。通过下文的描述，本发明的目的将能够被清楚地理解，并且通过所附权利要求及其组合中描述的手段来实现。

4、本发明的实施方式提供了一种全固态电池，该全固态电池包括包含正极活性物质的正极层、包含负极活性物质的负极层以及介于正极层和负极层之间的固体电解质层，其中固体电解质层可以包括包含第一固体电解质的芯部分(core part)和设置在芯部分的至少一侧上并包含第二固体电解质的表面层部分，并且第一固体电解质的平均粒径(d50)可以大于第二固体电解质的平均粒径(d50)。

5、芯部分的厚度可以为10μm到50μm。

6、第一固体电解质可以包括选自氧化物基固体电解质、硫化物基固体电解质及它们的组合中的至少一种。

7、第一固体电解质可以包括选自结晶固体电解质、无定形固体电解质及它们的组合中的至少一种。

8、第一固体电解质的平均粒径(d50)可以为2μm至5μm。

9、表面层部分的厚度可以为0.5μm至2μm。

10、第二固体电解质的平均粒径(d50)可以为0.1μm至1μm。

11、第二固体电解质可包括选自氧化物基固体电解质、硫化物基固体电解质及它们的组合中的至少一种。

12、第二固体电解质可以包括选自结晶固体电解质、无定形固体电解质及它们的组合中的至少一种。

13、固体电解质层还可以包括粘合剂。

14、粘合剂可以包括选自丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯及它们的组合中的至少一种。

15、正极层可以包括第一界面部分，该第一界面部分是范围从与固体电解质层接触的主表面到沿厚度方向的预定深度的区域，并且第一界面部分可以包括平均粒径(d50)为约5μm至20μm的正极活性物质。

16、第一界面部分的厚度可以为约10μm到30μm。

17、负极层可以包括第二界面部分，该第二界面部分是范围从与固体电解质层接触的主表面到沿厚度方向的预定深度的区域，并且第二界面部分可以包括平均粒径(d50)为约5μm至20μm的负极活性物质。

18、第二界面部分的厚度可以为约10μm到30μm。

技术特征：

1.一种全固态电池，其包括：

2.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述芯层部分的厚度为10μm至50μm。

3.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述第一固体电解质的平均粒径d50为2μm至5μm。

4.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述第一固体电解质包含氧化物基固体电解质、硫化物基固体电解质或它们的组合。

5.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述第一固体电解质包含结晶固体电解质、无定形固体电解质或它们的组合。

6.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述表面层部分的厚度为0.5μm至2μm。

7.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述第二固体电解质的平均粒径d50为0.1μm至1μm。

8.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述第二固体电解质包含氧化物基固体电解质、硫化物基固体电解质或它们的组合。

9.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述第二固体电解质包含结晶固体电解质、无定形固体电解质或它们的组合。

10.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述固体电解质层还包含粘合剂。

11.根据权利要求10所述的全固态电池，其中所述粘合剂包括丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯或它们的组合。

12.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述正极层包括第一界面部分，所述第一界面部分是范围从与所述固体电解质层接触的主表面到沿厚度方向的预定深度的区域，并且所述第一界面部分包含平均粒径d50为5μm至20μm的所述正极活性物质。

13.根据权利要求12所述的全固态电池，其中，所述第一界面部分的厚度为10μm至30μm。

14.根据权利要求1所述的全固态电池，其中所述负极层包括第二界面部分，所述第二界面部分是范围从与所述固体电解质层接触的主表面到沿厚度方向的预定深度的区域，并且所述第二界面部分包含平均粒径d50为5μm至20μm的所述负极活性物质。

15.根据权利要求14所述的全固态电池，其中，所述第二界面部分的厚度为10μm至30μm。

技术总结根据本发明的全固态电池包括包含正极活性物质的正极层、包含负极活性物质的负极层以及介于正极层和负极层之间的固体电解质层。固体电解质层包括包含第一固体电解质的芯层部分、设置在芯层部分的至少一个表面上的表面层部分和第二固体电解质。第一固体电解质的平均粒径(D50)大于第二固体电解质的平均粒径(D50)。技术研发人员：金东显,李注姸,林宰贤,韩允宰,崔昌永,金箱谟,金鋆坤受保护的技术使用者：现代自动车株式会社技术研发日：技术公布日：2024/10/17