[实用新型]一种柔性全固态电池

说明书

本实用新型提供了一种柔性全固态电池，包括依次叠设的柔性正极片、固态电解质膜和柔性负极片，柔性正极片包括正极片层以及沉积在正极片层表面的第一金属化合物层，柔性负极片包括负极片层以及沉积在负极片层表面的第二金属化合物层，固态电解质膜包括电解质膜层以及沉积在电解质膜层表面的第三金属化合物层，正极片层和负极片层均包括第一纤维素基体以及活性物质颗粒和导电剂颗粒，电解质膜层包括第二纤维素基体以及第一固态电解质颗粒。本实用新型的正极片层、负极片层以及固态电解质膜层中都具有纤维素基体，能够起到网状整体支撑的作用，正极片层、负极片层以及固态电解质膜层的表面均沉积有金属化合物层，提高了电池的倍率性能和高温性能。

技术领域

本实用新型涉及固态电池领域，尤其涉及一种柔性全固态电池。

背景技术

锂离子电池由于具有高电压、高容量等许多重要的优点，且循环寿命长、开路电压高、无记忆效应等特点，已经得到广泛应用。但传统的液态锂离子电池中含有大量的有机电解液，具有易挥发，易燃，易爆等缺点，会造成重大安全隐患。因此，采用固态电解质代替电解液发展全固态电池是解决电池安全问题的根本途径。相比于液态电解质电池，全固态电池在提高能量密度，拓宽工作温度区间、延长使用寿命方面有较大的发展空间。固态电解质电池还具有结构紧凑、规模可调、设计弹性大等特点。固态电解质电池既可以设计成厚度仅为几微米的薄膜电池，用于驱动微型电子器件，也可以制成宏观体型电池，用于驱动电动车，电网储能等领域，并且在这些应用中，电池的形状也可以根据具体需求进行设计。

随着便携式电子设备的快速发展，对于锂离子电池的要求也越来越高。特别是近年来出现的新概念柔性电子书、柔性手机和可穿戴式设备，轻薄化和柔性化是便携式电子产品的重要发展趋势，可折叠或可弯曲的便携式柔性电子产品在不远的将来有可能极大地影响甚至改变人类的生活方式，这就对电池的柔软性提出了要求。但现有的全固态电池的电极片活性层脆性大，弯曲会造成掉粉等问题导致电池容量失效，活性层必须依赖金属集流体才能达到预定的压实效果，辊压后的极片不适合弯曲使用；现有的全固态电池的电解质膜是固定体型的，没有柔软性，不能够进行弯折；现有的固态电解质电池倍率性能和高温性能很差，只能适应于常温下很小的电流充放电，应用上得到很大的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种柔性全固态电池，旨在用于解决现有的全固态电池柔软性不佳以及倍率性能和高温性能差的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种柔性全固态电池，包括依次叠设的柔性正极片、固态电解质膜和柔性负极片，所述柔性正极片包括正极片层以及沉积在正极片层表面的第一金属化合物层，所述柔性负极片包括负极片层以及沉积在负极片层表面的第二金属化合物层，所述固态电解质膜包括电解质膜层以及沉积在电解质膜层表面的第三金属化合物层，所述正极片层和所述负极片层均包括第一纤维素基体以及分散在所述第一纤维素基体内的活性物质颗粒和导电剂颗粒，所述电解质膜层包括第二纤维素基体以及分散在所述第二纤维素基体内的第一固态电解质颗粒。

进一步地，所述第一金属化合物层、所述第二金属化合物层以及所述第三金属化合物层的厚度均为1-500埃米。

进一步地，所述第一金属化合物层、所述第二金属化合物层以及所述第三金属化合物层中的金属化合物均选自氧化铝、三甲基铝、三氯化铝、三氟化铝、钛酸四异丙酯 、四氯化钛、二氧化硅、氟化锌、铪酸四异丙酯中的一种或其中多种物质的混合物。

进一步地，所述第一纤维素基体为纳米纤维或多枝晶类纤维，所述第二纤维素基体也为纳米纤维或多枝晶类纤维。

进一步地，所述导电剂颗粒选自石墨烯、碳纳米管、SP、KS-6中的至少一种。

进一步地，所述正极片层中的活性物质颗粒选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰三元材料和镍钴铝三元材料中的至少一种。