[发明专利]一种固态电池及其生产方法

说明书

本发明公开了一种固态电池及其生产方法，固态电池包括叠芯、上盖和下盖，上盖和下盖为平板两侧边向同向折成直角形成的横截面呈U型的长方体，上盖和下盖的两侧边对插焊接在一起，在上盖和下盖围成的矩形空心筒内设置有与上盖和下盖的内侧面焊接在一起的加强筋，在矩形空心筒内腔中通过加强筋隔开形成的分割空间内装置套有迈拉膜的叠芯，在矩形空心筒两端口焊接封堵有盖板，在盖板上设置有安全泄压阀，叠芯的输出电极以及与盖板上的电极端子之间通过连接片电连接。本发明解决了铝塑膜对极片的约束能力差，电芯中间部位容易鼓胀，导致极片之间分离，恶化电池容量和寿命的缺陷，叠芯极片之间紧密接触，电解质层和极片之间的接触阻抗小，能增加电池循环寿命，单体电池容量大。

技术领域

本发明涉及固态电池领域，尤其是一种固态电池及其生产方法。

背景技术

电池是储能系统的核心部分，是发展风电、光伏、新能源汽车行业都离不开的一个重要部件。据工信部消息，2021年全国锂离子电池产量324GWh，这数量的电池绝大多数为常规的液态锂离子电池，液态电池有一弊端就是存在安全隐患，在特定条件会燃烧甚至爆炸。固态电池采用固态电解质作为正负极之间的隔离物，消除了液态有机电解液易燃易爆的弊端，大大提高了电池的安全性，是储能电池和动力电池的良好替代产品。固态电池安全性能提高最明显的一个性能就是三元锂电池的针刺试验，常规液态三元锂电池不论大小针刺就燃烧，而采用固态电池体系以后50Ah的软包三元动力电池都能通过针刺测试。目前，国内众多企业和科研机构都在积极开展固态电池研究，但真正的全固态电池还没有实现量产。主要原因之一在于固态电解质的离子导电性依然有待提高，电解质层和极片之间接触阻抗大，从而导致电池内阻大，循环寿命差。从电池结构上看固态电池大都采用铝塑膜封装，其最大劣势就是单体电池容量低，很少有超过50Ah的，另外，铝塑膜对极片的约束能力差，电芯中间部位容易鼓胀，导致极片之间分离，更加恶化电池容量和寿命等性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种固态电池及其生产方法，解决现有固态电池电解质层和极片之间接触阻抗大、循环寿命短、容量低的缺陷；并提供一种防爆装置结构。

本发明的目的是以如下方式实现的：一种固态电池，包括叠芯，另有上盖和下盖，上盖和下盖为平板两侧边向同向折成直角形成的横截面呈U型的长方体，下盖一侧边开有在电池化成后用金属片焊接堵住的注液孔，上盖比下盖稍长稍宽，上盖扣在下盖上，上盖的两侧边贴紧包裹在下盖两侧边外侧使二者上下有重叠，上盖和下盖的两侧边交叉边缘口部分焊接在一起，在上盖和下盖围成的矩形空心筒内设置有与其侧边平行布置的加强筋，加强筋的上下两边对应与上盖和下盖的内侧面焊接在一起，在上盖和下盖围成的矩形空心筒内腔中通过加强筋隔开形成的每个分割空间内装置套有迈拉膜的叠芯，叠芯是固态电池叠芯，麦拉膜是一种聚酯薄膜，又叫麦拉纸、绝缘带，在上盖和下盖围成的矩形空心筒两端口焊接封堵有盖板，在其中一个盖板上设置有安全泄压阀，在盖板上设置装有电极端子的电极座，叠芯的输出电极以及与盖板上的电极端子之间通过连接片电连接，连接片上支撑在处于上盖和下盖围成的矩形空心筒内侧端部的绝缘支架上。

安全泄压阀包括泄压孔、阀片、拉簧和弹簧架，泄压孔是设置在盖板上的由外侧大孔和内侧小孔构成的阶梯状的通孔，在通孔台阶面上安装有垫圈，在泄压孔的大孔内装置与其适配的阀片，在盖板内侧固定有L型的弹簧架，弹簧架的竖臂焊接在盖板内侧面上，弹簧架的横臂对应处在泄压孔的前部，在弹簧架的横臂与阀片之间挂结拉簧，拉簧拉住阀片封堵在泄压孔上。安全泄压阀为电池防爆装置，当电池内部压力较小时，拉簧拉住阀片堵住盖板上的泄压孔使电池内外隔离；当电池内部压力较大时，阀片被气压顶起，阀片与泄压孔之间出现间隙，电池内部压力释放，然后拉簧又拉回阀片堵紧泄压孔。泄压孔也可以是设置在盖板上的周壁外侧大、内侧小的锥面通孔，装置在泄压孔内的阀片是周边与锥面通孔相适配的锥面形状。

加强筋为铝、镍、铁、钛金属材料制品，加强筋的中间呈镂空状。

下盖两侧边的高度大于上盖两侧边的高度，下盖一侧边开有的注液孔在电池化成后用金属片焊接堵住。