[发明专利]一种固态电池电极单元

说明书

本发明涉及一种固态电池电极单元。所述固态电池电极单元包括正极极层、负极极层和电解质层；所述电解质层包括具有浓度梯度分布的正极固态电解质和具有浓度梯度分布的负极固态电解质。本发明所述固态电池为含有连续过渡梯度电解质，大大改善了固态电池的界面电阻情况，不但提高了固态电池的电性能还能够保证电池安全性不降低；同时，所述固态电解质层可以通过常规方法制得，工艺简便。

技术领域

本发明属于固态电池技术领域，具体涉及一种固态电池电极单元。

背景技术

近年以来，频频发生的电动汽车起火事故让电动汽车的安全问题成为了公众的关注焦点。安全问题已经超越了续航里程焦虑，成为了消费者最为关切的首要问题。高安全性是新能源发展的关键和基础，“安全第一”是确保电动汽车长期健康持续发展的关键和前提。

动力电池是电动汽车最为核心的部件，其性能对于电动汽车的整体性能起着决定性的作用，特别是安全性。大部分电动汽车安全问题均由动力电池引起，在行业在不断追求电池高能量密度来提升整车续驶里程的同时，安全问题则变得更加突出。而此时，兼具高安全性和高能量密度的固态电池逐渐走进大家的视野，由于固态电池中不含可燃的液体电解质，这一特性能够极大地改善电池的安全性。固态电池已被公认为下一代动力电池首选。

然而，现有固态电池中由于固态电解质离子导电率不高，且存在多种界面，导致固态电池的整体性能并不理想。现有改善上述问题的方法通常是在固态电池中添加一些液态或者是凝胶态的电解液，对电池界面进行浸润，进而提升电池电性能，但这样的做法势必会导致固态电池的安全性大幅降低。

CN107946636A公开了一种固体电解质材料、固态电池及其应用。用液态离子液体与固体颗粒进行复合，形成固-液-固相界面，所有固体颗粒相互接触形成网络，所有固体颗粒中的液态离子导体相连通形成金属离子快速传输通道网络，进而提升固态电池性能。但是所述方法由于具有大量离子液体加入，势必会导致固态电池的安全性下降。

CN105280884B公开了一种具有固体电解质浓度梯度的全固体电极结构，所述方法在正负电极内采用具有浓度梯度的固态电解质，但实际为电极具有浓度梯度，且仍然为单电解质层，正负电极与电解质层接触的界面不具备连续过渡特点，界面电阻势必不会降低。

CN108695547A公开了一种有机-无机复合的电解质膜，该电解质膜包括两层结构，两层结构具有不同的无机固体电解质含量。但是所述组成的体系内仍含有一定的锂盐，不属于全固态电池范畴，且电解质含量也不具备连续的梯度浓度。

因此，本领域需要开发出一种新型的固态电池，其具有较好的电化学性能和安全性能，且制备过程简单，可工业化生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种固态电池电极单元。所述固态电池电极单元具有较好的电化学性能和安全性能，且制备工艺简单，可工业化生产。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种固态电池电极单元，所述固态电池电极单元包括正极极层、负极极层和电解质层；所述电解质层包括具有浓度梯度分布的正极固态电解质和具有浓度梯度分布的负极固态电解质。

本发明提供了一种含有连续过渡梯度电解质的固态电池，通过采用具有两种不同包覆层的固态电解质，组成具有电解质连续分布，且具有浓度梯度的混合固态电解质层。该电解质层的两侧分别具有与其相邻的正负极层中相同的电解质材料，这可大大改善固态电池的界面电阻情况，不但提高了固态电池的电性能还能够保证电池安全性不降低。本发明所述固态电解质层可以通过常规的方法制备得到，本领域技术人员可根据实际情况进行选取，本发明示例性的制备方法为：通过流延或者喷涂的方式制得，工艺简便。

优选地，所述电解质层中，正极固态电解质的浓度梯度≤20％，例如0.5％、1％、2％、2.5％、5％、8％、10％、12％、15％、16％或18％等。