CN116458003A - 全固态电池 - Google Patents

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Abstract

一种全固态电池，包括：电池主体，具有相对的第一表面和第二表面以及相对的第三表面和第四表面，并且所述电池主体包括正极层、负极层以及固体电解质，所述正极层的至少一部分引出到所述第一表面，所述负极层的至少一部分引出到所述第二表面，所述固体电解质介于所述正极层和所述负极层之间；正极端子，连接到所述正极层并且设置在所述第一表面上；以及负极端子，连接到所述负极层并设置在所述第二表面上。所述正极层和所述负极层均包括引出到所述第三表面和所述第四表面的电极引线。所述正极端子的至少一部分在所述第三表面和所述第四表面上延伸，并且所述负极端子的至少一部分在所述第三表面和所述第四表面上延伸。

Description

全固态电池
技术领域
本公开涉及一种全固态电池。
背景技术
最近，使用电作为能源的装置已经增加。随着使用电作为能源的装置(诸如智能手机、摄像机、笔记本电脑、电动汽车等)的应用的扩展，对使用电化学元件的蓄电装置的关注正在增加。在各种电化学元件中，可充电和放电、具有高工作电压和高能量密度的锂二次电池已经成为关注的焦点。
锂二次电池可通过如下方式来制造：将能够嵌入和脱嵌锂离子的材料应用于正极和负极中，并在正极和负极之间注入液体电解质，并且可通过锂二次电池在负极和正极内嵌入和脱嵌锂离子的还原反应或氧化反应来产生或消耗电力。这样的锂二次电池在电池的工作电压范围内应该是基本稳定的，并且应该具有能够以足够高的速率传输离子的性能。
当在锂二次电池中使用液体电解质(诸如非水电解质)时，可有利于提高放电容量和能量密度。然而，可能难以实现高电压锂二次电池，并且可能产生诸如电解质泄漏、火灾和爆炸的风险相对高的问题。
为了解决上述问题，已经提出使用固体电解质而不是液体电解质的二次电池作为替代方案。固体电解质可分为聚合物基固体电解质或陶瓷基固体电解质。陶瓷基固体电解质有利于呈现出高稳定性。然而，固体电解质电池存在以下问题：由于高界面电阻和界面副反应而导致离子传导率降低，并且需要提高活性材料的利用率和速率确定。
发明内容
技术问题
本公开的一方面在于提供具有优异的离子传导率的全固态电池。
本公开的另一方面在于提供一种确保足够容量的同时能够小型化的全固态电池。
本公开的另一方面在于提供一种具有高充电速率和放电速率的全固态电池。
技术方案
根据本公开的一方面，一种全固态电池包括：电池主体，具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面，并且所述电池主体包括固体电解质、正极层和负极层，所述正极层的至少一部分引出到所述第一表面，所述负极层的至少一部分引出到所述第二表面，所述正极层和所述负极层在所述第三方向上堆叠且所述固体电解质介于所述正极层和所述负极层之间；正极端子，连接到所述正极层并且设置在所述电池主体的所述第一表面上；以及负极端子，连接到所述负极层并且设置在所述电池主体的所述第二表面上。所述正极层包括引出到所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面的正极引出部，所述负极层包括引出到所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面的负极引出部。所述正极端子的至少一部分设置为在所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面上延伸，并且所述负极端子的至少一部分设置为在所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面上延伸，并且所述负极端子与所述正极端子间隔开。
根据本公开的一方面，一种全固态电池包括：电池主体，具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面，并且所述电池主体包括固体电解质、正极层和负极层，所述正极层的至少一部分引出到所述第一表面，所述负极层的至少一部分引出到所述第二表面，所述正极层和所述负极层在所述第三方向上堆叠且所述固体电解质介于所述正极层和所述负极层之间；正极端子，连接到所述正极层并且设置在所述电池主体的所述第一表面上；以及负极端子，连接到所述负极层并且设置在所述电池主体的所述第二表面上。所述正极层和所述负极层中的一个或更多个包括引出到所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面中的一个或更多个表面的电极引出部。所述正极端子的至少一部分或所述负极端子的至少一部分在所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面中的一个或更多个表面上延伸以连接到所述电极引出部。
发明的有益效果
如上所述，可改善全固态电池的离子传导率。
另外，可提供具有足够容量同时小型化的全固态电池。
另外，可增加全固态电池的充电速率和放电速率。
附图说明
通过结合附图以及以下具体实施方式，本公开的以上和其他方面、特征及优点将被更清楚地理解。
图1是根据本公开的示例性实施例的全固态电池的示意性立体图。
图2是图1的电池主体的示意性立体图。
图3是沿图1的线I-I'截取的截面图。
图4是根据本公开的多层陶瓷电子组件的正极层的示意性平面图。
图5是根据本公开的多层陶瓷电子组件的负极层的示意性平面图。
图6是根据本公开的另一示例性实施例的电池主体的示意性立体图。
图7是图6的截面图。
图8是示出根据本公开的示例性实施例的全固态电池的堆叠形式的示意性分解立体图。
图9是用于比较现有技术的结构和本公开的结构的平面图。
图10是根据本公开的全固态电池的示例和比较示例的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式举例说明，并且不应被解释为限于在此阐述的具体实施例。此外，本公开的实施例可被提供以向本领域技术人员提供本公开的更多完整描述。因此，为了描述清楚起见，可夸大附图中的要素的形状和尺寸，并且在附图中由相同附图标记表示的要素可以是相同的要素。
为了清楚地说明本公开，省略了与描述无关的部分，并且放大了厚度以便清楚地表示层和区域，并且在整个说明书中，在相同范围内具有相同功能的类似部分由类似的附图标记表示。
在本说明书中，诸如“具有”、“可具有”、“包括”、“包含”、“可包括”或“可包含”的表述可指对应特征(例如，诸如数字、功能、行为或组件的要素)的存在，并且不排除存在附加的特征。
在本说明书中，诸如“A和/或B”、“A和B中的至少一个”或“A和B中的一个或更多个”的表述可包括一起列出的项目的所有可能组合。例如，“A和/或B”、“A和B中的至少一个”或“A和B中的一个或更多个”可指：(1)包括至少一个A；(2)包括至少一个B；或者(3)包括至少一个A和至少一个B的全部。
在附图中，X方向可被定义为第一方向、L方向或长度方向，Y方向可被定义为第二方向、W方向或宽度方向，并且Z方向可被定义为第三方向、T方向或厚度方向。
本公开涉及全固态电池100。图1至图5是根据本公开的示例性实施例的全固态电池100的示意图。参照图1至图5，根据本公开的全固态电池100可包括：电池主体110，具有在第一方向(X方向)上彼此相对的第一表面S1和第二表面S2、在第二方向(Y方向)上彼此相对的第三表面S3和第四表面S4以及在第三方向(Z方向)上彼此相对的第五表面S5和第六表面S6，并且电池主体110包括固体电解质111、正极层121和负极层122，正极层121的至少一部分引出到电池主体110的第一表面S1，负极层122的至少一部分引出到电池主体110的第二表面S2，正极层121和负极层122在第三方向上堆叠且固体电解质111介于正极层121和负极层122之间；正极端子131，连接到正极层121并设置在电池主体110的第一表面S1上；以及负极端子132，连接到负极层122并设置在电池主体110的第二表面S2上。
在这种情况下，正极层121可包括引出到电池主体110的第三表面S3和第四表面S4的正极引线，并且负极层122可包括引出到电池主体110的第三表面S3和第四表面S4的负极引线。另外，正极端子131的至少一部分可设置为在电池主体110的第三表面S3和第四表面S4上延伸，并且负极端子132的至少一部分可设置为在电池主体110的第三表面S3和第四表面S4上延伸，并且负极端子132可与正极端子131间隔开。
通常，图9中(a)所示的根据现有技术的全固态电池使用其中外部端子电极形成在电池主体的头表面上的结构(类似于现有的无源器件)。上述结构对应于其中正极层和负极层通过电池主体的头表面连接到外部端子电极的结构。然而，在上述结构的情况下，可能降低电极的利用率并且可能延长电荷传输路径A。根据本公开的全固态电池可包括的在电池主体的在第二方向上的两个方向上引出的正极引出部和负极引出部(如图9中的(b)所示)，并且正极端子和负极端子的至少一部分可设置为在电池主体的在第二方向上的两个表面的上方，使得可缩短电荷传输路径B以改善离子传导率。
根据本公开的全固态电池100的主体110可包括固体电解质层111、正极层121和负极层122。
在本公开的示例性实施例中，根据本公开的固体电解质层111可以是或可包括：从由石榴石型固体电解质、Nasicon型固体电解质、LISICON型固体电解质、钙钛矿型固体电解质和LiPON型固体电解质组成的组中选择的至少一种。
石榴石型固体电解质可指由LiaLabZrcO12表示的锂镧锆氧化物(LLZO)(诸如Li7La3Zr2O12)，并且Nasicon型固体电解质可指：由Li1+xAlxTi2-x(PO4)3(其中0<x<1)表示的磷酸铝钛锂(LATP)，磷酸铝钛锂(LATP)是将Ti引入到Li1+xAlxM2-x(PO4)3(LAMP)(其中0<x<2并且M是Zr、Ti或Ge)中的化合物；由Li1+xAlxGe2-x(PO4)3(其中0<x<1)表示的其中引入有过量锂的磷酸铝锗锂(LAGP)，诸如Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3；和/或由LiZr2(PO4)3表示的磷酸锆锂(LZP)。
LISICON型固体电解质可由xLi3AO4-(1-x)Li4BO4(其中A是P、As、V等，B是Si、Ge、Ti等)表示，并且可指固溶体氧化物，包括Li4Zn(GeO4)4、Li10GeP2O12(LGPO)、Li3.5Si0.5P0.5O4、Li10.42Si(Ge)1.5P1.5Cl0.08O11.92等，或者由Li4-xM1-yM'y'S4(其中M是Si或Ge，并且M'是P、Al、Zn或Ga)表示的固溶体硫化物，包括Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-SiS2-P2S5、Li2S-GeS2等。
钙钛矿型固体电解质可指由Li3xLa2/3-x□1/3-2xTiO3(其中0<x<0.16，□表示空位)表示的钛酸镧锂(LLTO)，诸如Li1/8La5/8TiO3，并且LiPON型固体电解质可指氮化物，如锂磷氧氮化物(诸如Li2.8PO3.3N0.46)。
在示例中，根据本公开的全固态电池100的正极层121可包括正极活性材料和导电材料。例如，根据本公开的全固态电池100的正极层121可以是正极活性材料和导电材料混合而成的一体化的正极层。
在这种情况下，正极层的正极活性材料和导电材料可在设置在全固态电池的电池主体中的至少一部分区域重叠。这是因为根据本公开的全固态电池使用具有单一结构(不使用单独的正极集流体)的复合正极层。另外，正极活性材料的填充量可与正极集流体所占的空间成比例地增加，从而有助于增加电池容量。
正极活性材料的示例可以是由以下式表示的化合物：LiaAl-bMbD2(其中0.90≤a≤1.8且0≤b≤0.5)；LiaEl-bMbO2-cDc(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5且0≤c≤0.05)；LiE2- bMbO4-cDc(其中0≤b≤0.5且0≤c≤0.05)；LiaNi1-b-cCobMcDα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05且0<α≤2)；LiaNi1-b-cCobMcO2-αXα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05且0<α<2)；LiaNi1-b-cCobMcO2-αX2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05且0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbMcDα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05且0<α≤2)；LiaNi1-b-cMnbMcO2-αXα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05且0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbMcO2-αX2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05且0<α<2)；LiaNibEcGdO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5且0.001≤d≤0.1)；LiaNibCocMndGeO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5且0.001≤e≤0.1)；LiaNiGbO2(其中0.90≤a≤1.8且0.001≤b≤0.1)；LiaCoGbO2(其中0.90≤a≤1.8且0.001≤b≤0.1)；LiaMnGbO2(其中0.90≤a≤1.8且0.001≤b≤0.1)；LiaMn2GbO4(其中0.90≤a≤1.8且0.001≤b≤0.1)；QO2；QS2；LiQS2；V2O5；LiV2O2；LiRO2；LiNiVO4；Li(3-f)J2(PO4)3(其中0≤f≤2)；Li(3-f)Fe2(PO4)3(其中0≤f≤2)；以及LiFePO4，其中，A是Ni、Co或Mn；M是Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V或稀土元素；D是O、F、S或P；E是Co或Mn；X是F、S或P；G是Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr或V；Q是Ti、Mo或Mn；R是Cr、V、Fe、Sc或Y；并且J是V、Cr、Mn、Co、Ni或Cu。
正极活性材料也可以是LiCoO2、LiMnxO2x(其中x＝1或2)、LiNi1-xMnxO2x(其中0<x<1)、LiNi1-x-yCoxMnyO2(其中0≤x≤0.5且0≤y≤0.5)、LiFePO4、TiS2、FeS2、TiS3或FeS3，但示例性实施例不限于此。
导电剂没有特别限制，只要其具有导电性且在根据本公开的全固态电池中不引起化学变化即可。例如，可使用以下导电材料：石墨(诸如天然石墨或人造石墨)；碳基材料(诸如炭黑、乙炔炭黑、科琴炭黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯法炭黑或热裂炭黑)；导电纤维(诸如碳纤维和金属纤维)；氟化碳；金属成分(诸如锂(Li)、锡(Sn)、铝(Al)、镍(Ni)、铜(Cu)、它们的氧化物、氮化物或氟化物等)；导电晶须(诸如氧化锌晶须或钛酸钾晶须)；导电金属氧化物(诸如氧化钛)；或者聚亚苯基衍生物。
在本公开的示例中，全固态电池的正极层还可包括固体电解质成分。固体电解质成分可使用上述成分中的至少一种，并且可在正极层中用作离子传导通道。因此，可降低界面电阻。
在本公开的示例性实施例中，正极层121可包括正极引出部。正极引出部可通过使正极层延伸而形成，并且可引出到根据本公开的全固态电池的电池主体的第三表面和第四表面。正极引出部可与正极端子连接，并且可用于减小正极层的在负极端子方向上的端部与正极端子之间的距离。因此，可减小电流回路以改善离子传导率以及充电速率和放电速率。
当根据本公开的全固态电池的正极层包括正极引出部时，正极层可具有T形。正极层的正极引出部可设置在正极层的在第二方向上的两个侧面上。当包括正极引出部的正极层设置为与电池主体的第一表面相交时，正极层可具有T形。正极层的形状可指在第三方向上观察到的形状。当正极层具有T形时，正极引线引出到电池主体的外部的面积可增加，并且正极层连接到正极端子的面积可增加，从而改善正极端子的结合强度。
在示例中，根据本公开的全固态电池的正极引出部的在第一方向上的平均长度可在电池主体的在第一方向上的平均长度的10％以上且小于50％的范围内。在本说明书中，构件的“长度”可指通过在平行于第一方向的方向上测量构件而获得的最短垂直距离，并且“平均长度”可以是如下长度的算术平均值：相对于穿过全固态电池的中心并在垂直于X轴的方向上切割的切割表面(X-Z平面)，在第三方向上以规则间隔布置的10个点处测量的长度*？*。在根据本公开的全固态电池中，正极引出部在第一方向上的平均长度可以是电池主体的在第一方向上的平均长度的10％以上，因此，可有效地缩短电荷传输路径。另外，为了防止正极端子与负极端子之间的短路，正极引出部的在第一方向上的平均长度应小于电池主体的在第一方向上的平均长度的50％。
形成正极层的方法不受限制。例如，可通过将上述正极活性材料、导电材料(根据需要包括附加的固体电解质层)、粘合剂等进行混合来制备浆料，并且可将浆料流延在单独的支撑件上然后固化，从而形成正极层121。例如，根据本公开的正极层可具有其中不设置单独的正极集流体的结构，并且正极活性材料和导电材料(以及固体电解质)可混合从而设置为单个层。
粘合剂可用于改善活性材料和导电剂之间的结合强度。粘合剂的示例可包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁二烯橡胶、氟橡胶和各种共聚物，但不限于此。
根据本公开的全固态电池100的负极层122可包括负极活性材料和导电材料。例如，根据本公开的全固态电池的负极层可以是将负极活性材料和导电材料混合设置的一体化的负极层。
在这种情况下，负极层的负极活性材料和导电材料可在设置在全固态电池的电池主体中的至少一部分区域重叠。这是因为根据本公开的全固态电池使用单一结构的复合正极层(其不使用单独的正极集流体)，并且充电的正极活性材料的量可与正极集流体占据的空间成比例地增加，从而有助于增加电池容量。
根据本公开的全固态电池100中包括的负极可包括常用的负极活性材料。负极活性材料可以是碳基材料、硅、硅氧化物、硅基合金、硅-碳基复合材料、锡、锡基合金、锡-碳复合材料、金属氧化物或它们的组合，并且可包括锂金属和/或锂金属合金。
锂金属合金可包括锂和可与锂合金化的金属/准金属。可与锂合金化的金属/准金属的示例可以是Si、Sn、Al、Ge、Pb、Bi、Sb、Si-Y合金(其中Y是碱金属、碱土金属、第13族至第16族元素、过渡金属、稀土元素或它们的组合，并且不包括Si)、Sn-Y合金(其中Y是碱金属、碱土金属、第13族至第16族元素、过渡金属、过渡金属氧化物(诸如锂钛氧化物(Li4Ti5O12)、稀土元素或它们的组合，并且不包括Sn)以及MnOx(其中0<x≤2)。元素Y可以是Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Tc、Re、Bh、Fe、Pb、Ru、Os、Hs、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、Sn、In、Tl、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po或它们的组合。
此外，可与锂合金化的金属/准金属氧化物可以是锂钛氧化物、钒氧化物、锂钒氧化物、SnO2、SiOx(其中0<x<2)等。例如，正极活性材料可包括从由元素周期表的第13族至第16族元素组成的组中选择的一种或更多种元素。正极活性材料的示例可包括从由Si、Ge和Sn组成的组中选择的一种或更多种元素。
碳基材料可以是结晶碳、非晶碳或它们的混合物。结晶碳可以是石墨(诸如不定形的、板状、薄片、球形或纤维形式的天然石墨或人造石墨)。另外，非晶碳可以是软碳(低温烧制碳)、硬碳、中间相沥青碳化物、烧制焦炭、石墨烯、炭黑、富勒烯烟灰、碳纳米管或碳纤维，但不限于此。
硅可从由Si、SiOx(其中0<x<2，例如0.5至1.5)、Sn、SnO2、含硅金属合金及它们的混合物组成的组中选择。含硅金属合金的示例可包括Al、Sn、Ag、Fe、Bi、Mg、Zn、In、Ge、Pb和Ti中的一种或更多种以及硅。
根据本公开的全固态电池100的负极层可使用与正极层的导电材料相同的导电材料。除了在上述形成正极的工艺中使用负极活性材料而不是正极活性材料之外，负极层122可通过几乎相同的方法形成。
在本公开的示例中，全固态电池的负极层还可包括固体电解质成分。固体电解质成分可使用上述成分中的至少一种，并且可在负极层中用作离子传导通道。因此，可降低界面电阻。
在本公开的一个实施例中，根据本公开的负极层122可包括负极引出部。负极引出部可以是通过使负极层延伸而形成的部分，并且可引出到根据本公开的全固态电池的电池主体的第三表面和第四表面。负极引出部可连接到负极端子，并且可用于减小负极层的在正极端子方向上的端部与负极端子之间的距离。因此，可减小电流回路以增加离子传导率以及充电速率和放电速率。
当根据本公开的全固态电池的负极层包括负极引出部时，负极层可具有T形。负极层的负极引出部可设置在负极层的在第二方向上的两个侧面上。当包括负极引出部的负极层设置为与电池主体的第一表面相交时，负极层可具有T形。负极层的形状可指在第三方向上观察到的形状。当负极层具有T形时，负极引出部引出到电池主体的外部的面积可增加，负极层与负极端子连接的面积可增加，从而改善负极端子的结合强度。
在一个示例中，根据本公开的全固态电池的负极引出部的在第一方向上的平均长度可在电池主体的在第一方向上的平均长度的10％以上且小于50％的范围内。在根据本公开的全固态电池中，负极引出部的在第一方向上的平均长度可以是电池主体的在第一方向上的平均长度的10％以上，因此，可有效地缩短电荷传输路径。另外，为了防止正极端子与负极端子之间的短路，负极引出部的在第一方向上的平均长度应小于电池主体的在第一方向上的平均长度的50％。
在本公开的另一示例中，根据本公开的全固态电池的电池主体可包括多个正极层和/或多个负极层。图6和图7是根据本示例的全固态电池的示意图。参照图6和图7，根据本公开的全固态电池可包括两个或更多个正极层221以及两个或更多个负极层222。正极层221和负极层222可交替堆叠且电解质层211分别介于正极层221和负极层222之间。当如本示例中那样设置两个或更多个正极层221和/或两个或更多个负极层222时，可实现高充电速率和高放电速率以及高容量。
根据本公开的全固态电池可包括正极端子131和负极端子132，正极端子131连接到正极层并设置在电池主体的第一表面上，负极端子132连接到负极层并设置在电池主体的第二表面上。正极端子131的一部分可设置在电池主体的第一表面S1上，并且正极端子131的至少一部分可设置为延伸到电池主体的第三表面S3和第四表面S4上。另外，负极端子132的一部分可设置在电池主体的第二表面S2上，并且负极端子132的至少一部分可设置为延伸到电池主体的第三表面S3和第四表面S4上。在这种情况下，正极端子131和负极端子132可设置成彼此间隔开。
在本公开的示例中，全固态电池的正极端子131可设置为覆盖整个正引出部，负极端子132可设置为覆盖整个负引出部。如上所述，正引出部和负引出部中的每个可引出到电池主体的三个表面。正极端子131可设置成覆盖正引出部的引出到电池主体的第一表面S1、第三表面S3和第四表面S4的所有表面，并且负极端子132可设置成覆盖负引出部的引出到电池主体的第二表面S2、第三表面S3和第四表面S4的所有表面。正极端子131和负极端子132可设置为分别覆盖正引出部和负引出部，使得正层和负层可不暴露到根据本公开的全固态电池的外部，并且可防止外部水分等的渗透。
作为示例，在电池主体的第一表面和第三表面彼此相交处的边缘(或拐角部)上和/或在第一表面和第四表面彼此相交处的边缘(或拐角部)上，根据本公开的全固态电池的正极层可连接到正极端子。另外，负极层可连接到电池主体的第二表面和第三表面彼此相交处的边缘(或拐角部)和/或第二表面和第四表面彼此相交处的边缘(或拐角部)。“正极层设置在电池主体的第一表面与第三表面相交处的边缘上和/或在电池主体的第一表面与第四表面相交处的边缘上”可指正极层中包括的正极引出部设置到电池主体的第一表面与第三表面彼此相交处的边缘和/或电池主体的第一表面与第四表面彼此相交处的边缘。当如上所述设置根据本公开的全固态电池的正极层和/或负极层时，可增加正极层与正极端子的接触面积和/或负极层与负极端子的接触面积，从而改善正极端子和/或负极端子的结合力。
正极端子131和负极端子132可通过例如将包括导电金属的端子电极膏涂覆到正极层和负极层来形成。可选地，正极端子131和负极端子132可通过将电极端子膏或粉末涂覆到完全烧结的电池主体110的正极层和负极层，然后烧结该膏或粉末来形成。导电金属可包括或者可以是例如铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、钨(W)、钛(Ti)、铅(Pb)和它们的合金中的至少一种，但是示例实施例不限于此。
作为示例，根据本公开的全固态电池100还可包括分别设置在第一外电极131和第二外电极132上的镀层(未示出)。镀层可包括从由铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、钨(W)、钛(Ti)、铅(Pb)和它们的合金组成的组中选择的至少一种，但是示例实施例不限于此。镀层可形成为单层或多层，并且可通过溅射或电沉积形成，但是示例实施例不限于此。
<实验示例>
通过以下方式来制备固体电解质层片材：将包括Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3(LAGP)作为电解质的用于形成固体电解质的膏涂覆到载体膜上，然后使用于形成固体电解质的膏干燥。通过以下方式来制备电极片材：在制备的固体电解质层片材上涂覆用于形成电极的膏，然后使用于形成电极的膏干燥，所述用于形成电极的膏包括作为活性材料的Li3V3(PO4)3(LVP)和作为电解质的重量部分(诸如LAGP)，并使用碳作为导电材料。堆叠固体电解质片材和电极片材，然后进行热处理，从而形成具有1cm的长度、1cm的宽度的电池主体。在电池主体的第一表面和第二表面上形成端子电极，从而制造根据比较示例的全固态电池。
以与根据比较示例的电池相同的方式制造根据示例的原型电池，不同之处在于：将用于形成电极层的片材涂覆为引出到电池主体的第三表面和第四表面，并且在电池主体的第三表面和第四表面上形成端子电极。端子电极的长度调整为电池主体的长度的约30％。
图10示出了对根据比较示例和示例的100个电池，使用LCR计在1kHz下在根据比较示例和示例的电池的正极端子和负极端子的中央部分中测量的电阻。从图10中可看出，与根据比较示例的全固态电池相比，根据示例的全固态电池具有约41.7％的电阻降低效果。因此，可确认根据本公开的全固态电池具有比根据现有技术的电池结构更高的离子传导率和更低的电阻。
虽然上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说将易于理解的是，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下，可进行修改和变型。

Claims (20)

1.一种全固态电池，包括：
电池主体，具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面，并且所述电池主体包括固体电解质、正极层和负极层，所述正极层的至少一部分引出到所述第一表面，所述负极层的至少一部分引出到所述第二表面，所述正极层和所述负极层在所述第三方向上堆叠且所述固体电解质介于所述正极层和所述负极层之间；
正极端子，连接到所述正极层并且设置在所述电池主体的所述第一表面上；以及
负极端子，连接到所述负极层并且设置在所述电池主体的所述第二表面上，
其中，所述正极层包括引出到所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面的正极引出部，
所述负极层包括引出到所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面的负极引出部，
所述正极端子的至少一部分设置为在所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面上延伸，并且
所述负极端子的至少一部分设置为在所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面上延伸，并且所述负极端子与所述正极端子间隔开。
2.如权利要求1所述的全固态电池，其中，所述正极层和所述负极层中的每个具有T形。
3.如权利要求1所述的全固态电池，其中，在所述电池主体的所述第一表面和所述第三表面彼此相交处的边缘上和/或所述电池主体的所述第一表面和所述第四表面彼此相交处的边缘上，所述正极层连接到所述正极端子，并且
在所述电池主体的所述第二表面和所述第三表面彼此相交处的边缘上和/或所述电池主体的所述第二表面和所述第四表面彼此相交处的边缘上，所述负极层连接到所述负极端子。
4.如权利要求1所述的全固态电池，其中，所述正极端子设置为覆盖整个所述正极引出部，并且
所述负极端子设置为覆盖整个所述负极引出部。
5.如权利要求1所述的全固态电池，其中，所述正极引出部的平均长度在所述电池主体的在所述第一方向上的平均长度的10％以上且小于50％的范围内。
6.如权利要求1所述的全固态电池，其中，所述负极引出部的在所述第一方向上的平均长度在所述电池主体的在所述第一方向上的平均长度的10％以上且小于50％的范围内。
7.如权利要求1所述的全固态电池，其中，所述正极层包括正极活性材料和导电材料，并且
所述负极层包括负极活性材料和导电材料。
8.如权利要求7所述的全固态电池，其中，所述正极活性材料和所述导电材料在设置在所述电池主体中的至少一部分区域重叠，并且
所述负极活性材料和所述导电材料在设置在所述电池主体中的至少一部分区域重叠。
9.如权利要求7所述的全固态电池，其中，所述正极层还包括固体电解质。
10.如权利要求7所述的全固态电池，其中，所述负极层还包括固体电解质。
11.如权利要求1所述的全固态电池，其中，所述电池主体包括多个正极层和多个负极层。
12.如权利要求11所述的全固态电池，其中，所述多个正极层和所述多个负极层交替地堆叠。
13.一种全固态电池，包括：
电池主体，具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面，并且所述电池主体包括固体电解质、正极层和负极层，所述正极层的至少一部分引出到所述第一表面，所述负极层的至少一部分引出到所述第二表面，所述正极层和所述负极层在所述第三方向上堆叠且所述固体电解质介于所述正极层和所述负极层之间；
正极端子，连接到所述正极层并且设置在所述电池主体的所述第一表面上；以及
负极端子，连接到所述负极层并且设置在所述电池主体的所述第二表面上，
其中，所述正极层和所述负极层中的一个或更多个包括引出到所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面中的一个或更多个表面的电极引出部，并且
所述正极端子的至少一部分或所述负极端子的至少一部分在所述电池主体的所述第三表面和所述第四表面中的一个或更多个表面上延伸以连接到所述电极引出部。
14.如权利要求13所述的全固态电池，其中，所述电极引出部引出到所述电池主体的拐角部，并且
所述正极端子或所述负极端子覆盖所述电池主体的所述拐角部。
15.如权利要求13所述的全固态电池，其中，所述正极端子或所述负极端子覆盖整个所述电极引出部。
16.如权利要求13所述的全固态电池，其中，所述引出部的在所述第一方向上的平均长度在所述电池主体的在所述第一方向上的平均长度的10％以上的范围内。
17.如权利要求16所述的全固态电池，其中，所述引出部的在所述第一方向上的平均长度在所述电池主体的在所述第一方向上的平均长度的10％以上且小于50％的范围内。
18.如权利要求13所述的全固态电池，其中，所述正极层包括正极活性材料和导电材料，并且
所述负极层包括负极活性材料和导电材料。
19.如权利要求18所述的全固态电池，其中，所述正极层还包括固体电解质，并且
所述负极层还包括固体电解质。
20.如权利要求13所述的全固态电池，其中，所述电池主体包括交替设置的多个正极层和多个负极层。
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