[发明专利]包括金属薄膜涂层的用于全固态电池的负极及其制造方法

说明书

本发明涉及包括金属薄膜涂层的用于全固态电池的负极及其制造方法。本发明的一个实施方式提供了一种用于全固态电池的负极，该负极包括负极集流体，以及设置在该负极集流体上的涂层，其中，该涂层是包含选自由碱土金属、第4至9族过渡金属、第13族金属或它们的组合组成的组中的至少一种金属的薄膜。

技术领域

本公开涉及包括金属薄膜涂层的用于全固态电池的负极及其制造方法。

背景技术

因为环境问题，在各个国家正在努力从使用内燃机的车辆切换到电动车辆。目前最大的问题之一是高容量长寿命电池的开发。锂离子电池在增加其容量方面具有局限性，并且由于使用易燃液体电解质而具有差的稳定性。

为了克服锂离子电池的限制，对下一代电池诸如锂空气电池、锂硫电池、全固态电池等的兴趣正在增加。然而，由于内部副反应引起的劣化，锂-空气电池和锂-硫电池并未表现出接近商业化所需水平的寿命特性。与使用液体电解质的其他电池不同，全固态电池使用固体电解质，因此不需要诸如分离器等的辅助材料，从能量密度的方面这是有利的。此外，由于不使用易燃液体电解质，稳定性高，并且不需要冷却系统来减轻当使用电池时发生的温度升高。

除了石墨之外，为了改善全固态电池的容量和寿命特性，正在考虑各种类型的负极，诸如锂金属、金属箔/泡沫、碳纤维/管等。

发明内容

本公开涉及包括金属薄膜涂层的用于全固态电池的负极和制造其的方法。特定实施方式涉及用于全固态电池的负极，包括负极集流体和薄膜涂层，薄膜涂层设置在负极集流体上并配置成包含选自碱土金属、第4至9族过渡金属、第13族金属以及它们的组合组成的组中的至少一种，还涉及制造负极的方法。

因此，本公开的实施方式提供了用于全固态电池的负极，该负极具有能够极大地增加能量密度的新结构。

本公开的另一个实施方式提供了用于具有改善的容量和寿命特性的全固态电池的负极。

本公开的实施方式不限于前述内容，并且通过以下描述将能够清楚地理解并且通过在权利要求中描述的方式以及它们的组合来实现。

本公开的实施方式提供了用于全固态电池的负极，包括负极集流体和设置在负极集流体上的涂层，其中，涂层可以包含选自由碱土金属、第4至9族过渡金属、第13族金属以及它们的组合组成的组中的至少一种。

负极集流体可以包含选自由镍、不锈钢以及它们的组合组成的组中的至少一种。

涂层可以包含选自由镁(Mg)、铝(Al)、银(Ag)以及它们的组合组成的组中的至少一种。

涂层可以具有50nm至1,000nm的厚度。

当全固态电池充电时，涂层可以与锂合金化。

本公开的另一个实施方式提供了全固态电池，包括正极、前文描述的负极以及设置在正极和负极之间的固体电解质层，其中可以将固体电解质层层压以便使负极的涂层与固体电解质层接触。

本公开的又一个实施方式提供了制造用于全固态电池的负极的方法，包括通过热蒸发用包含选自由碱土金属、第4至9族过渡金属、第13族金属以及它们的组合组成的组中的至少一种的源涂覆负极集流体来形成涂层。

涂层可以是包含选自由碱土金属、第4至9族过渡金属、第13族金属以及它们的组合组成的组中的至少一种的薄膜。

根据本公开的实施方式，可以获得通过显著减小其体积和重量而赋予极大地增加的能量密度的全固态电池。

而且，根据本公开的实施方式，可以获得具有高能量密度和改善的容量和寿命特性的全固态电池。

本公开的实施方式的效果不限于前述内容，并且应当理解为包括可从以下描述中合理地预期的所有效果。

附图说明