[发明专利]固体电解质膜、其制造方法以及包含其的全固态电池

说明书

本发明涉及全固态电池用固体电解质膜及其制造方法，所述固体电解质膜包括聚合物电解质材料和多孔聚合物片，它们彼此形成复合物使得所述多孔聚合物片的孔填充有所述聚合物电解质材料。由于多孔聚合物材料和固体电解质材料彼此形成复合物，因此可以获得具有优异的强度和50μm以下的小厚度的固体电解质膜，从而提高电池的能量密度。

技术领域

本发明涉及固态电池用电解质膜、包含该电解质膜的固态电池和该电解质膜的制造方法。

本申请要求于2018年12月6日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0156424、于2018年12月6日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0156425和于2019年5月3日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0052530的优先权，通过援引将其公开内容并入本文。

背景技术

使用液体电解质的锂离子电池具有负极和正极由隔膜限定的结构，因此当隔膜因变形或外部冲击而损坏时，可能导致短路，从而造成诸如过热或爆炸等危险。因此，可以说开发能够确保安全性的固体电解质是锂离子二次电池领域中非常重要的问题。

使用固体电解质的锂二次电池的优点在于，其具有增强的安全性，防止电解质的泄漏从而提高电池的可靠性，并有助于制造薄电池。另外，锂金属可用作负极以提高能量密度。因此，除了紧凑型二次电池之外，这种使用固体电解质的锂二次电池还有望应用于电动车辆的高容量二次电池，并作为下一代电池而备受瞩目。

通常，作为固体电解质材料，已经使用了聚合物类固体电解质、氧化物类固体电解质和硫化物类固体电解质。其中，聚合物类固体电解质的优点包括低成本、材料的柔性、易加工性、电池的安全性以及由电解质层和电池的薄膜化而导致的能量密度改善。

然而，这种聚合物类固体电解质材料的强度低。因此，当由聚合物类固体电解质材料形成厚度为几十微米的薄膜时，在电解质膜或电池的制造过程中可能发生撕裂。另外，当将聚合物类固体电解质材料用作锂金属电池的电解质膜材料时，电解质膜可能被从负极形成的锂枝晶破坏，从而导致负极和正极之间的绝缘失效。因此，为了实现固态电池的优异的电化学特性，需要开发一种使用具有新组成的聚合物类固体电解质的固体电解质膜以及使用其的固态电池。

同时，根据现有技术，聚合物类固体电解质材料以分散在溶剂中的浆料形式使用。由于固态电池不使用液体电解质，因此由溶剂蒸发所产生的孔可起到电阻的作用。

发明内容

[技术问题]

本发明旨在解决现有技术的问题，因此本发明旨在提供一种使用聚合物类固体电解质材料的厚度小且强度优异的固态电池用固体电解质膜，以及包含其的固态电池。

本发明还旨在提供一种与常规固体电解质膜相比离子电导率得到改善的固态电池用固体电解质膜。

另外，本发明旨在提供具有上述特性的固体电解质膜的制造方法以及包含该固体电解质膜的固态电池的制造方法。同时，本发明的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述中理解。而且，容易理解的是，本发明的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。

[技术方案]

在本发明的一个方面，提供了一种以下实施方式中任一个所述的固态电池用固体电解质膜。

根据本发明的第一实施方式，提供了一种固态电池用固体电解质膜，其包括聚合物电解质材料和多孔聚合物片，其中，所述多孔聚合物片是包含多个孔的多孔材料，并且所述孔被流动性材料穿透；并且所述聚合物电解质材料与所述多孔聚合物片形成复合物，使得所述多孔聚合物片的孔填充有所述聚合物电解质材料。