[发明专利]含有与阳极稳定接触的磷酸锂固体电解质的全固态电池

摘要

本发明涉及一种用于制造全固态薄层电池的方法，其包括以下连续的步骤：a)将包括至少一种阳极材料的层沉积在其导电基底上；b)将包括至少一种阴极材料的层沉积在其导电基底上；c)在步骤a)和/或b)步骤中所得的层上，沉积包含至少一种固体电解质材料的层，所述电解质材料选自：Li3(Sc2‑xMx)(PO4)3，其中M＝Al或Y且0≤x≤1；或者Li1+xMx(Sc)2‑x(PO4)3，其中M＝Al、Y、Ga或这三种物质的混合物，且0≤x≤0.8；或者Li1+xMx(Ga1‑yScy)2‑x(PO4)3，其中0≤x≤0.8，0≤y≤1且M＝Al或Y或者这两种物质的混合物；或者Li1+xMx(Ga)2‑x(PO4)3，其中M＝Al、Y或者这两种物质的混合物，且0≤x≤0.8；或者Li3+y(Sc2‑xMx)QyP3‑yO12，其中M＝Al和/或Y，且Q＝Si和/或Se，0≤x≤0.8且0≤y≤1；或者Li1+x+yMxSc2‑xQyP3‑yO12，其中M＝Al、Y、Ga或者这三种物质的混合物，且Q＝Si和/或Se；0≤x≤0.8且0≤y≤1；或者Li1+x+y+zMx(Ga1‑yScy)2‑xQzP3‑zO12，0≤x≤0.8；0≤y≤1；0≤z≤0.6，其中M＝Al或Y或这两种物质的混合物，且Q＝Si和/或Se；Li1+xNxM2‑xP3O12，其中0≤x≤1且N＝Cr和/或V，M＝Sc、Sn、Zr、Hf、Se或Si、或者这些物质的混合物；d)按顺序面对面地堆叠：包含至少一种阳极材料的层以及包含至少一种阴极材料的层，所述包含至少一种阳极材料的层涂覆有在步骤c)中所得的包含至少一种电解质材料的层，并且所述包含至少一种阴极材料的层涂覆有或未涂覆有在步骤c)中所得的包含至少一种电解质材料的层；或者包含至少一种阴极材料的层以及包含至少一种阳极材料的层，所述包含至少一种阴极材料的层涂覆有在步骤c)中所得的包含至少一种电解质材料的层，并且所述包含至少一种阳极材料的层涂覆有或未涂覆有在步骤c)中所得的包含至少一种电解质材料的层；e)对步骤d)中获得的堆叠体进行热处理和/或机械压缩，以获得全固态薄层电池。

主权项

用于制造全固态薄层电池的方法，其包括以下连续的步骤：a)将包括至少一种阳极材料的层(本文称为“阳极材料层”)沉积在其导电基底上，所述导电基底优选地选自由金属片、金属带、金属化绝缘片、金属化绝缘带、金属化绝缘膜构成的组，所述导电基底或其导电元件能够用作阳极集电体；b)将包括至少一种阴极材料的层(本文称为“阴极材料层”)沉积在其导电基底上，所述导电基底优选地选自由金属片、金属带、金属化绝缘片、金属化绝缘带、金属化绝缘膜构成的组，所述导电基底或其导电元件能够用作阴极集电体，应当理解步骤a)和b)可以颠倒顺序；c)在步骤a)和/或b)步骤中所得的层上，沉积包含至少一种固体电解质材料的层(本文中称为“电解质材料层”)，所述电解质材料选自：‑Li3(Sc2‑xMx)(PO4)3，其中M＝Al或Y且0≤x≤1；或者‑Li1+xMx(Sc)2‑x(PO4)3，其中M＝Al、Y、Ga或这三种物质的混合物，且0≤x≤0.8；或者‑Li1+xMx(Ga1‑yScy)2‑x(PO4)3，其中0≤x≤0.8，0≤y≤1且M＝Al或Y或者这两种物质的混合物；或者‑Li1+xMx(Ga)2‑x(PO4)3，其中M＝Al、Y或者这两种物质的混合物，且0≤x≤0.8；或者‑Li3+y(Sc2‑xMx)QyP3‑yO12，其中M＝Al和/或Y，且Q＝Si和/或Se，0≤x≤0.8且0≤y≤1；或者‑Li1+x+yMxSc2‑xQyP3‑yO12，其中M＝Al、Y、Ga或者这三种物质的混合物，且Q＝Si和/或Se；0≤x≤0.8且0≤y≤1；或者‑Li1+x+y+zMx(Ga1‑yScy)2‑xQzP3‑zO12，其中0≤x≤0.8；0≤y≤1；0≤z≤0.6，M＝Al或Y或这两种物质的混合物，且Q＝Si和/或Se；‑Li1+xNxM2‑xP3O12，其中0≤x≤1且N＝Cr和/或V，M＝Sc、Sn、Zr、Hf、Se或Si、或者这些物质的混合物；d)以下各层按顺序，一层一层地堆叠：‑包含至少一种阳极材料的层以及包含至少一种阴极材料的层，所述包含至少一种阳极材料的层涂覆有在步骤c)中所得的包含至少一种电解质材料的层，并且所述包含至少一种阴极材料的层涂覆有或未涂覆有在步骤c)中所得的包含至少一种电解质材料的层；‑或者包含至少一种阴极材料的层以及包含至少一种阳极材料的层，所述包含至少一种阴极材料的层涂覆有在步骤c)中所得的包含至少一种电解质材料的层，并且所述包含至少一种阳极材料的层涂覆有或未涂覆有在步骤c)中所得的包含至少一种电解质材料的层；e)对步骤d)中获得的堆叠体进行热处理和/或机械压缩，以获得全固态薄层电池。