[实用新型]一种无负极的一体化固态锂电池

说明书

本实用新型公开了一种无负极的一体化固态锂电池，包括依次层叠设置的第一铝箔层、含锂正极层、有机‑无机复合固体电解质层及第二铝箔层，所述有机‑无机复合固体电解质层涂覆于所述第二铝箔层靠近所述第一铝箔层的一侧表面，所述含锂正极层涂覆于所述第一铝箔层靠近所述第二铝箔层的一侧表面，所述有机‑无机复合固体电解质层和所述含锂正极层通过粘结剂粘结，第一铝箔层作为正极集流体，所述第二铝箔层作为负极集流体。本实用新型提供的一种无负极的一体化固态锂电池有机‑无机复合固体电解质层和第二铝箔层之间的界面电阻较小，同时提高固态锂电池的能量密度，简化固态锂电池的制备工艺。

【技术领域】

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其具体涉及一种无负极的一体化固态锂电池。

【背景技术】

与锂离子电池相比，基于固体电解质的固态锂电池具有能量密度高、循环寿命长及安全可靠等特点，是当今能源存储领域的研究热点之一，未来有望在电动汽车和便携电子设备等领域得到广泛应用。固体电解质是固态锂电池的核心，主要包括氧化物、硫化物、聚合物以及复合型固态电解质。当前，发展固态锂电池的关键是设计和制备同时具有高离子电导率和高化学/电化学稳定性的固态电解质，解决固态电解质与电极间的固–固界面问题，因为固体电解质不能像液态电解液一样浸润正极和负极(Nano Energy,2017,33:363-386)。

现有的固态锂电池大多分层结构为：正极集流体/正极/固体电解质/锂金属负极/负极集流体，先合成固体电解质，然后采用涂覆于金属铜箔的金属锂作为负极，涂覆于金属铝箔的LiFePO4或三元材料作为正极，其中铜箔和铝箔分别作为负极集流体和正极集流体，该种结构的固态锂电池中，锂金属负极与固体电解质之间界面电阻较高，而且电池组装过程中金属锂表面容易接触空气，产生锂枝晶，进一步增加界面电阻。因此，实有必要提供一种无负极的一体化固态锂电池以解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型公开了一种无负极的一体化固态锂电池，省去了锂金属负极，直接采用铝箔充当负极功能，可以有效减小负极与固体电解质之间的界面电阻，提高固态锂电池的能量密度，简化固态锂电池的制备工艺。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种无负极的一体化固态锂电池，包括依次层叠设置的第一铝箔层、含锂正极层、有机-无机复合固体电解质层及第二铝箔层，所述有机-无机复合固体电解质层涂覆于所述第二铝箔层靠近所述第一铝箔层的一侧表面，所述含锂正极层涂覆于所述第一铝箔层靠近所述第二铝箔层的一侧表面，所述有机-无机复合固体电解质层和所述含锂正极层通过粘结剂粘结，第一铝箔层作为正极集流体，所述第二铝箔层作为负极集流体。

优选的，所述第一铝箔层的厚度为20μm。

优选的，所述有机-无机电解质的涂覆厚度为40μm。

优选的，所述第二铝箔的厚度为50μm。

优选的，所述有机-无机复合固体电解质层中包括有机聚合物电解质颗粒和无机电解质颗粒，所述无机电解质颗粒为5μm。

与相关技术相比，本实用提供的一种无负极的一体化固态锂电池的有益效果在于：

(1)有机-无机复合固体电解质层和负极集流体之间的界面电阻较小，有助于提高固态锂电池的倍率性能，避免锂金属暴露于空气，抑制锂枝晶的形成；

(2)无负极的设计简化了固态锂电池制备流程，有助于工业化推广，同时提高了固态锂电池的能量密度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：