[发明专利]包含固体电解质的高能密度碱性金属电池

权利要求书

1.一种包含碱金属阳极和固体电解质的电化学电池，所述电池包括：

具有粗糙表面的玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷固体电解质，其通过施加的压力保持与碱金属阳极的电和机械的面对面接触，其中所述压力使碱金属大量流动并基本完全填充固体电解质的粗糙表面中的凹陷，使得电极基本上接合整个较大的有效表面区域。

2.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述固体电解质表面通过机械研磨、化学蚀刻和激光烧蚀中的一种或多种粗糙化。

3.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述碱金属阳极是锂和钠中的一种。

4.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述固体电解质的RMS粗糙度对于粉末处理的薄膜电解质范围为2微米至10微米或对于熔融处理的薄膜电解质范围为0.5微米至10微米，并且选择为不损害所述电池在不破坏所述固体电解质的情况下适应实际载荷的能力。

5.一种包含锂金属阳极和固体电解质的电化学电池，所述电池包括：

具有粗糙表面的玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷固体电解质，其通过施加3 MPa至10 MPa的压力而保持与所述金属阳极面对面的电和机械接触，其中所述压力使碱金属大量流动并基本完全填充固体电解质的粗糙表面中的凹陷，使得电极基本上接合整个较大的有效表面区域。

6.如权利要求5所述的电化学电池，其中所述固体电解质是硫化物或硫氧化物玻璃，或硫化物或硫氧化物玻璃陶瓷。

7.如权利要求5所述的电化学电池，其中所述压力通过刚性容器保持。

8.一种制造高容量、碱金属阳极电化学电池的方法，所述方法包括：

在比所述碱金属阳极的流动应力大的压力下组装所述碱金属阳极、具有粗糙表面和光滑表面的玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷固体电解质以及阴极；所述固体电解质的所述粗糙表面与所述碱金属阳极面对面接触；以及所述固体电解质的所述光滑表面与所述阴极面对面接触，其中所述压力使碱金属大量流动并基本完全填充固体电解质的粗糙表面中的凹陷，使得电极基本上接合整个较大的有效表面区域。

9.如权利要求8所述的制造高容量、碱金属阳极电化学电池的方法，其中通过机械研磨、化学蚀刻和激光烧蚀中的一种或多种粗糙化所述粗糙化的固体电解质表面。

10.如权利要求9所述的制造高容量、碱金属阳极电化学电池的方法，其中对于粉末处理的薄膜电解质，进行粗糙化以在所述固体电解质上获得RMS表面粗糙度为2微米至10微米的范围，或者对于熔融处理的薄膜电解质，为0.5微米至10微米。