[发明专利]一种双极全固体电池

权利要求书

1.一种双极全固体电池，其特征是，所述电池包括若干个层叠的电池基元、位于相邻电池基元之间的双极集流体、包裹在电池单元外的外壳以及填充在电池基元及外壳之间的热塑性弹性体，电池基元之间串联相连，其中电池基元包括依次层叠的正极层、固体电解质层及负极层；所述双极集流体为表面涂覆高导电聚合物薄膜的涂碳金属箔；所述高导电聚合物薄膜为聚3,4-乙烯二氧噻吩基薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种双极全固体电池，其特征是，所述涂碳金属箔中金属为铝、铜、金、银、铍、镁、锌、钼、钴、镉、镍、铟、铂、锡、铷、镉、镓中的一种。

3. 根据权利要求1所述的一种双极全固体电池，其特征是，表面涂覆聚3,4-乙烯二氧噻吩基薄膜的涂碳金属箔中，涂碳金属箔的厚度为50-150μm，聚3,4-乙烯二氧噻吩基薄膜的厚度为100-450 nm。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种双极全固体电池，其特征是，表面涂覆聚3,4-乙烯二氧噻吩基薄膜的涂碳金属箔由如下步骤制备所得：

A、将对甲苯磺酸铁以0.1-0.3mol/L的浓度溶于丁醇中，充分搅拌后，向丁醇加入抑制剂混匀得到氧化剂溶液；

B、利用旋涂法以300-500转/分钟的转速将氧化剂溶液旋涂在涂碳金属箔上，然后将涂碳金属箔在60-90℃中干燥12-20分钟；

C、将干燥后的涂碳金属箔暴露在80-120℃的3,4-乙烯二氧噻吩蒸气中60-180分钟，得到表面涂覆聚3,4-乙烯二氧噻吩基薄膜的涂碳金属箔；

D、将表面涂覆聚3,4-乙烯二氧噻吩基薄膜的涂碳金属箔冷却至常温后，在无水乙醇中浸泡10-20分钟，再在20-30℃下干燥15-25小时。

5.根据权利要求4所述的一种双极全固体电池，其特征是，所述步骤A中，抑制剂为吡啶，吡啶与对甲苯磺酸铁的物质的量比为(0.5-1.2):(30-60)。

6.根据权利要求1所述的一种双极全固体电池，其特征是，所述固体电解质层包括聚合物固体电解质，聚合物固体电解质由如下步骤制备所得：

a、将聚合物颗粒、锂盐、阻燃剂、多孔共价有机骨架材料和锆酸镧锂颗粒加入到无水乙腈中，在30-45℃下搅拌3-6小时至全部溶解，然后在30-45℃下超声搅拌2-6小时，得到混合均匀的浆液；

b、将浆液均匀涂覆在玻璃板上，涂覆厚度为50-250μm，在60-100℃真空中干燥12-24小时，即得聚合物固体电解质。

7.根据权利要求6所述的一种双极全固体电池，其特征是，所述步骤a中，聚合物颗粒为聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂和三氟甲磺酸锂中的一种，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、酚醛树脂、不饱和树脂、硅橡胶、聚酰胺中的一种。

8. 根据权利要求6所述的一种双极全固体电池，其特征是，所述步骤a中，聚合物颗粒、锂盐、阻燃剂、多孔共价有机骨架材料和锆酸镧锂颗粒的摩尔比为 (60-70):(3-6):(2-5):(0.5-1.0):(0.4-0.8)。