CN117747968A - 极片单元、极片单元的制备方法、固态电池及固态电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极片单元、极片单元的制备方法、固态电池及固态电池的制备方法。本发明涉及电池技术领域，具体涉及极片单元、极片单元的制备方法、固态电池及固态电池的制备方法。通过设置不同结构的极片单元，将极片模块化设置，可根据需要，将不同结构的极片单元按需组装即可得到需要层级的固态电池，层叠数量不受限制，提高了固态电池制备的效率，可实现在线连续卷对卷生产。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及极片单元、极片单元的制备方法、固态电池及固态电池的制备方法。
背景技术
传统锂离子液态电池的制备流程一般为极片制备、模切、叠片、热压整形、焊接、封装和注液，不适合制备固态电池。
传统的固态电池的制备工艺流程繁琐，制备效率较低，不能实现连续生产，影响产能。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种极片单元、极片单元的制备方法、固态电池及固态电池的制备方法，旨在解决现有技术中固态电池制备工艺复杂不能实现连续在线生产的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提出一种极片单元，包括第一集流体，设于所述第一集流体两侧的第一活性物质层，其中一第一活性物质层远离所述第一集流体的一侧设有第一固态电解质层，其中，所述第一集流体的一端超出所述第一活性物质层和所述第一固态电解质层设置；所述第一活性物质层的材料包括正极活性物质或负极活性物质。
第二方面，本发明还提出一种极片单元，包括第二集流体和设于所述第二集流体一侧的第二活性物质层，其中，所述第二集流体的一端超出所述第二活性物质层设置；所述第二活性物质层的材料包括正极活性物质层或负极活性物质层。
第三方面，本发明还提出一种极片单元，包括第三集流体和设于所述第三集流体一侧的第三活性物质层，所述第三活性物质层远离所述第三集流体的一侧设有第三固态电解质层，其中，所述第三集流体的一端超出所述第三活性物质层和所述第三固态电解质层设置；所述第三活性物质层的材料包括正极活性物质层或负极活性物质层。
本发明还提出一种极片单元的制备方法，包括以下步骤：
将第一活性物质的粉料干浆压制成膜，得第一活性物质膜；
将第一固态电解质的干浆压制成膜，得第一固态电解质膜；
在第一集流体的两侧分别同时复合第一活性物质膜，其中一第一活性物质膜远离所述第一集流体的一侧同时复合所述第一固态电解质膜，得极片单元。
本发明还提出一种极片单元的制备方法，包括以下步骤：
将第二活性物质的粉料干浆压制成膜，得第二活性物质膜；
在第二集流体的一侧复合第二活性物质膜，得极片单元。
本发明还提出一种极片单元的制备方法，包括以下步骤：
将第三活性物质的粉料干浆压制成膜，得第三活性物质膜；
将第三固态电解质的干浆压制成膜，得第三固态电解质膜；
在第三集流体的一侧同时复合第三活性物质膜和第三固态电解质膜，得极片单元，其中第三活性物质膜位于所述第三集流体和所述第三固态电解质膜之间。
本发明还提出一种固态电池，包括第二方面和第三方面的极片单元，其中一极片单元包括正极活性物质层，另一极片单元包括负极活性物质层，所述第三固态电解质层间隔开所述正极活性物质层和所述负极活性物质层，含正极活性物质层的集流体的突出方向与含负极活性物质层的集流体的突出方向相反。
本发明还提出一种固态电池，包括第二方面和第三方面的极片单元以及至少一个第一方面的极片单元，其中：
所述第一方面的极片单元位于第二方面的极片单元和第三方面的极片单元之间，满足正极活性物质层的数量与负极活性物质层的数量相同，且正极活性物质层与负极活性物质层由固态电解质层间隔开，含正极活性物质层的集流体的突出方向一致，含负极活性物质层的集流体的突出方向一致，且二者之间方向相反。
本发明还提出一种固态电池的制备方法，包括以下步骤：
提供第二方面的极片单元和第三方面的极片单元；
将第二方面的极片单元和第三方面的极片单元复合成固态电池，
其中：一极片单元为正极活性物质层，另一极片单元为负极活性物质层，所述第三固态电解质层间隔开所述正极活性物质层和所述负极活性物质层，含正极活性物质层的集流体的突出方向与含负极活性物质层的集流体的突出方向相反。
本发明还提出一种固态电池的制备方法，包括以下步骤：
提供第二方面的极片单元和第三方面的极片单元及至少一个第一方面的极片单元；
将第二方面的极片单元和第三方面的极片单元及至少一个第一方面的极片单元复合成固态电池；
其中：第一方面的极片单元位于第二方面的极片单元和第三方面的极片单元之间，满足正极活性物质层的数量与负极活性物质层的数量相同，且正极活性物质层与负极活性物质层由固态电解质层间隔开，含正极活性物质层的集流体的突出方向一致，含负极活性物质层的集流体的突出方向一致，且二者之间方向相反。
在本发明中，通过设置不同结构的极片单元，将极片模块化设置，可根据需要，将不同结构的极片单元按需组装即可得到需要层级的固态电池，层叠数量不受限制，提高了固态电池制备的效率，可实现在线连续卷对卷生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明第一方面的极片单元的结构剖视图；
图2为本发明第二方面的极片单元的结构剖视图；
图3为本发明第三方面的极片单元的结构剖视图；
图4为本发明第一方面的极片单元的制备方法工艺流程图；
图5为本发明第二方面的极片单元的制备方法工艺流程图；
图6为本发明第三方面的极片单元的制备方法工艺流程图；
图7为本发明一实施例的固态电池的结构剖视图；
图8为本发明又一实施例的固态电池的结构剖视图；
图9为本发明又一实施例的固态电池的结构剖视图；
图10为本发明又一实施例的固态电池的结构剖视图；
图11为本发明一实施例的固态电池的制备方法工艺流程图。
本发明提供的实施例附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 极片单元 | 203 | 成膜体系 |
| 10 | 第一集流体 | 204 | 减薄辊系 |
| 11 | 第一活性物质层 | 205 | 裁边装置 |
| 12 | 第一固态电解质层 | 206 | 支撑辊 |
| 20 | 第二集流体 | 207 | 复合辊 |
| 21 | 第二活性物质层 | 208 | 放卷辊 |
| 30 | 第三集流体 | 300 | 固态电池 |
| 31 | 第三活性物质层 | 400 | 固态电池制备装置 |
| 32 | 第三固态电解质层 | 410 | 中间极片组件制备装置 |
| 200 | 极片单元制备装置 | 420 | 两侧极片组件制备装置 |
| 201 | 传送辊 | 430 | 固态电池复合压膜装置 |
| 202 | 喂料器 |
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
传统锂离子液态电池的制备流程一般为极片制备、模切、叠片、热压整形、焊接、封装和注液，不适合制备固态电池。
传统的固态电池的制备工艺流程繁琐，制备效率较低，不能实现连续生产，影响产能。
鉴于此，如图1所示，第一方面，本发明提出一种极片单元100，包括第一集流体10，设于所述第一集流体10两侧的第一活性物质层11，其中一第一活性物质层11远离所述第一集流体10的一侧设有第一固态电解质层12，其中，所述第一集流体10的一端超出所述第一活性物质层11和所述第一固态电解质层12设置；所述第一活性物质层11的材料包括正极活性物质或负极活性物质。
通过将极片单元100设置成分体式结构，可以灵活选择极片单元100进行层叠，实现快速组装固态电池300，提高固态电池300的生产效率，同时实现卷对卷的连续化生产。所述第一集流体10的一端超出所述第一活性物质层11和所述第一固态电解质层12设置有利于将突出的集流体揉平成极耳，便于极耳的成型。
如图2所示，第二方面，本发明还提出一种极片单元100，包括第二集流体20和设于所述第二集流体20一侧的第二活性物质层21，其中，所述第二集流体20的一端超出所述第二活性物质层21设置；所述第二活性物质层21的材料包括正极活性物质层或负极活性物质层。
通过将极片单元100设置成分体式结构，可以灵活选择极片单元100进行层叠，实现快速组装固态电池300，提高固态电池300的生产效率，同时实现卷对卷的连续化生产。所述第二集流体20的一端超出所述第二活性物质层21设置有利于将突出的集流体揉平成极耳，便于极耳的成型。
如图3所示，第三方面，本发明还提出一种极片单元100，包括第三集流体30和设于所述第三集流体30一侧的第三活性物质层31，所述第三活性物质层31远离所述第三集流体30的一侧设有第三固态电解质层32，其中，所述第三集流体30的一端超出所述第三活性物质层31和所述第三固态电解质层32设置；所述第三活性物质层31的材料包括正极活性物质层或负极活性物质层。
通过将极片单元100设置成分体式结构，可以灵活选择极片单元100进行层叠，实现快速组装固态电池300，提高固态电池300的生产效率，同时实现卷对卷的连续化生产。所述第三集流体30的一端超出所述第三活性物质层31和所述第三固态电解质层32设置有利于将突出的集流体揉平成极耳，便于极耳的成型。
需要说明的是，本发明第一方面的极片单元100、第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100中的极活性物质可以是含有纳米包覆层的锂镍钴铝氧化物、锂镍钴锰氧化物、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、磷酸钴锂、锂镍锰氧化物、钴酸锂、LiTiS2、LiNiO2、单质硫及硫碳混合物中的至少一种，其中，所述纳米包覆层的材料包括Li3PO4，Al2O3，LiNbO3，LiAlO2，Li3BO3，Li2OZrO2、MgO、HfO2，Li2SiO3、B2O3、Li2O、Nb2O5、P2O5、SiO2、Sc2O3、TiO2及ZrO2中的至少一种。负极活性物质可以是石墨、硅、硅氧、石墨烯、软碳及硬碳中的至少一种。固态电解质层的材料包括硫化物固态电解质和氧化无固态电解质中的至少一种，其中，硫化物电解质包括掺杂或不掺杂的LPS、LPSCl、LGPS、LSPS、LPSO中的至少之一，其中掺杂剂包括Si、Ta、Hf及Sc中的至少一种；氧化物固态电解质包括Li7-xLa3Zr2-xTaxO12、Li7-2yLa3Zr2- yWyO12、Li7-zLa3Zr2-zNbzO12、Li7La3Zr2O12、Li1+mAlmTi2-m(PO4)3及Li1+nAlnGe2-n(PO4)3中的至少一种，其中，0.2<x<2，0.2<y<2，0.2<z<2，0.2<m<2，0.2<n<2。
如图4所示，本发明还提出一种极片单元100的制备方法，包括以下步骤：
将第一活性物质的粉料干浆压制成膜，得第一活性物质膜；
将第一固态电解质的干浆压制成膜，得第一固态电解质膜；
在第一集流体10的两侧分别同时复合第一活性物质膜，其中一第一活性物质膜远离所述第一集流体10的一侧同时复合所述第一固态电解质膜，得极片单元100。
通过极片单元制备装置200，将第一活性物质的粉料干浆压制成膜，第一固态电解质的干浆压制成膜，可以使得第一活性物质的自支撑膜和第一固态电解质的自支撑膜与集流体复合成两侧有第一活性物质的极片单元100。
需要说明的是，本发明的实施例中，活性物质干浆可由正极活性物质或负极活性物质、导电剂、粘结剂按一定比例混合和纤维化过程制备，所使用的固态电解质干浆由固态电解质材料、粘结剂按一定比例经混合和纤维化过程制备。导电剂可以包括Super P、VGCF、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、导电石墨烯中的至少一种。粘结剂可以包括聚四氟乙烯PTFE、聚偏氟乙烯PVDF、丁苯橡胶SBR、聚丙烯酸PAA、聚酰亚胺PI、聚丙烯腈PAN、聚丙烯PP、聚乙烯PE和聚苯乙烯PS中的至少一种。所述极片单元100可以是仅含正极活性物质层的极片单元100，也可以是仅含负极活性物质层的极片单元100，同一极片单元100中不同时出现正极活性物质层和负极活性物质层。
具体地，如图4所示，在极片单元制备装置200中第一集流体传送装置位于两个第一活性物质层传送装置之间，第一固态电解质层传送装置位于一第一活性物质层传送装置远离第一集流体传送装置的一侧，使得第一集流体10自第一集流体传送装置，第一活性物质层11自第一活性物质层传送装置，第一固态电解质层12自第一固态电解质层传送装置向极片单元复合压膜装置传输，进行复合压膜，形成极片单元100。第一活性物质层传送装置两端的传送辊201均以一定速度顺时针旋转，带动中间的传送带顺时针传动。经过充分混合和纤维化的干浆(正极或负极活性物质粉料)由喂料器202均匀的喂到传送带表面，经传输至成膜体系203完成初步成膜，再传输至减薄辊系204压延至目标厚度，经裁边装置205裁边后形成正极或负极自支撑膜，再经支撑辊206传输至复合辊207；第一集流体10经放卷辊208放卷后，至复合辊207处；第一固态电解质层传送装置两端的传送辊201均以一定速度顺时针旋转，带动中间的传送带顺时针传动。经过充分混合的第一固态电解质干浆由喂料器202均匀的喂到传送带表面，经传输至成膜体系203完成初步成膜，再传输至减薄辊系204压延至目标厚度，经裁边装置205裁边后形成第一固态电解质自支撑膜，再经支撑辊206传输至复合辊207；一层集流体，两层第一活性物质支撑膜及一层第一固态电解质自支撑膜经复合膜压，得极片单元100。还可额外配置对齐系统、纠偏系统以及张力控制系统，更利于极片单元100的制备。
如图5所示，本发明还提出一种极片单元100的制备方法，包括以下步骤：
将第二活性物质的粉料干浆压制成膜，得第二活性物质膜；
在第二集流体20的一侧复合第二活性物质膜，得极片单元100。
通过极片单元制备装置200，将第二活性物质的粉料干浆压制成膜，可以使得第一活性物质的自支撑膜和第二固态电解质的自支撑膜与集流体复合成一侧有第二活性物质的极片单元100。所述极片单元100可以是仅含正极活性物质层的极片单元100，也可以是仅含负极活性物质层的极片单元100，同一极片单元100中不同时出现正极活性物质层和负极活性物质层。
具体地，如图5所示，在极片单元制备装置200中第二集流体20自第一集流体传送装置，第二活性物质层21自第二活性物质层传送装置向极片单元复合压膜装置传输，进行复合压膜，形成极片单元100。具体的传输过程同前述实施方式，本发明在此不再一一赘述。
如图6所示，本发明还提出一种极片单元100的制备方法，包括以下步骤：
将第三活性物质的粉料干浆压制成膜，得第三活性物质膜；
将第三固态电解质的干浆压制成膜，得第三固态电解质膜；
在第三集流体30的一侧同时复合第三活性物质膜和第三固态电解质膜，得极片单元100，其中第三活性物质膜位于所述第三集流体30和所述第三固态电解质膜之间。
通过极片单元制备装置200，将第三活性物质的粉料干浆压制成膜，第三固态电解质的干浆压制成膜，可以使得第三活性物质的自支撑膜和第三固态电解质的自支撑膜与集流体复合成一侧有第三活性物质和第三固态电解质膜的极片单元100。所述极片单元100可以是仅含正极活性物质层的极片单元100，也可以是仅含负极活性物质层的极片单元100，同一极片单元100中不同时出现正极活性物质层和负极活性物质层。
具体地，如图6所示，在极片单元制备装置200中第三活性物质层传送装置位于第一集流体传送装置和第三活性物质层传送装置之间，第三集流体30自第一集流体传送装置，第三活性物质层31自第三活性物质层传送装置向极片单元复合压膜装置传输，第三固态电解质层32自第一固态电解质层传送装置向复合压膜装置传输，进行复合压膜，形成极片单元100。具体的传输过程同前述实施方式，本发明在此不再一一赘述。
如图7所示，本发明还提出一种固态电池300，包括第二方面和第三方面的极片单元100，其中一极片单元100包括正极活性物质层，另一极片单元100包括负极活性物质层，所述第三固态电解质层32间隔开所述正极活性物质层和所述负极活性物质层，含正极活性物质层的集流体的突出方向与含负极活性物质层的集流体的突出方向相反。通过第二方面和第三方面的极片单元100组装即可得到固态电解质，可实现卷对卷连续化生产，提高效率。需要说明的是，所示固态电池300中，可以是第二方面的极片单元100为含正极活性物质层的极片单元100，第三方面的极片单元100为含负极活性物质层的极片单元100；也可以是第二方面的极片单元100为含负极活性物质层的极片单元100，第三方面的极片单元100为含正极活性物质层的极片单元100，本发明在此不作限定，只要满足每一正极活性物质层和每一负极活性物质层之间均由固态电解质分隔开，正极活性物质层和负极活性物质层数量一一匹配即可。
如图8、图9和图10所示，本发明还提出一种固态电池300，包括第二方面和第三方面的极片单元100以及至少一个第一方面的极片单元100，其中：
所述第一方面的极片单元100位于第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100之间，满足正极活性物质层的数量与负极活性物质层的数量相同，且正极活性物质层与负极活性物质层由固态电解质层间隔开，含正极活性物质层的集流体的突出方向一致，含负极活性物质层的集流体的突出方向一致，且二者之间方向相反。
本发明的固态电池300可以根据需要，将不同活性物质的极片单元100交替层叠，其层数不作限制，视固态电池300的设计容量、正负极极片载量及大小而定。
如图8所示，在本发明的一些实施例中，所示固态电池300可以包括一个第二方面和一个第三方面的极片单元100以及一个第一方面的极片单元100，其中第一方面的极片单元100位于第二方面和一个第三方面的极片单元100之间。其中，第二方面和第三方面的极片单元100可以是含正极活性物质层的极片单元100，第一方面的极片单元100位可以是含负极活性物质层的极片单元100。也可以是，第二方面和第三方面的极片单元100是含负极活性物质层的极片单元100，第一方面的极片单元100位可以是含正极活性物质层的极片单元100，满足每一正极活性物质层和每一负极活性物质层之间均由固态电解质分隔开，正极活性物质层和负极活性物质层数量一一匹配。其中含正极活性物质层的极片单元100的集流体的突出方向一致，其中含负极活性物质层的极片单元100的集流体的突出方向一致，且二者方向相反。
如图9所示，在本发明的一些实施例中，所示固态电池300可以包括一个第二方面和一个第三方面的极片单元100以及两个第一方面的极片单元100，其中两个第一方面的极片单元100位于第二方面和一个第三方面的极片单元100之间。其中两个第一方面的极片单元100其中一个包括含正极活性物质层的极片单元100，另一个包括含负极活性物质层的极片单元100，第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100其中一个包括含正极活性物质层的极片单元100，另一个包括含负极活性物质层的极片单元100，满足每一正极活性物质层和每一负极活性物质层之间均由固态电解质分隔开，正极活性物质层和负极活性物质层数量一一匹配。其中含正极活性物质层的极片单元100的集流体的突出方向一致，其中含负极活性物质层的极片单元100的集流体的突出方向一致，且二者方向相反。
如图10所示，在本发明的一些实施例中，所示固态电池300可以包括一个第二方面和一个第三方面的极片单元100以及三个第一方面的极片单元100，其中三个第一方面的极片单元100位于第二方面和一个第三方面的极片单元100之间。可以是其中一第一方面的极片单元100含正极活性物质层，另外两个第一方面的极片单元100含负极活性物质层，含正极活性物质层的极片单元100位于两个含负极活性物质层的极片单元100之间，第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100含正极活性物质层，分别位于三个第一方面的极片单元100的两侧。也可以是其中一第一方面的极片单元100含负极活性物质层，另外两个第一方面的极片单元100含正极活性物质层，含负极活性物质层的极片单元100位于两个含正极活性物质层的极片单元100之间，第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100含负极活性物质层，分别位于三个第一方面的极片单元100的两侧。均满足每一正极活性物质层和每一负极活性物质层之间均由固态电解质层分隔开，正极活性物质层和负极活性物质层数量一一匹配。其中含正极活性物质层的极片单元100的集流体的突出方向一致，其中含负极活性物质层的极片单元100的集流体的突出方向一致，且二者方向相反。
在本发明的一些实施例中，根据具体需要，所示固态电池300可以包括一个第二方面和一个第三方面的极片单元100以及三个以上第一方面的极片单元100，其排布方式满足每一正极活性物质层和每一负极活性物质层之间均由固态电解质分隔开，正极活性物质层和负极活性物质层数量一一匹配。其中含正极活性物质层的极片单元100的集流体的突出方向一致，其中含负极活性物质层的极片单元100的集流体的突出方向一致，且二者方向相反即可，本发明在此不再一一赘述。
本发明还提出一种固态电池300的制备方法，包括以下步骤：
提供第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100；
将第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100复合成固态电池300，
其中：一极片单元100为正极活性物质层，另一极片单元100为负极活性物质层，所述第三固态电解质层32间隔开所述正极活性物质层和所述负极活性物质层，含正极活性物质层的集流体的突出方向与含负极活性物质层的集流体的突出方向相反。当固态电池300的结构要求简单时，可以仅用第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100复合成固态电池300。
如图11所示，本发明还提出一种固态电池300的制备方法，包括以下步骤：
提供第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100及至少一个第一方面的极片单元100；
将第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100及至少一个第一方面的极片单元100复合成固态电池300；
其中：第一方面的极片单元100位于第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100之间，满足正极活性物质层的数量与负极活性物质层的数量相同，且正极活性物质层与负极活性物质层由固态电解质层间隔开，含正极活性物质层的集流体的突出方向一致，含负极活性物质层的集流体的突出方向一致，且二者之间方向相反。
具体地，如图11所示，在固态电池制备装置400中，以所述固态电池300可以包括一个第二方面和一个第三方面的极片单元100以及三个第一方面的极片单元100，以第一方面的极片单元100含负极活性物质层，另外两个第一方面的极片单元100含正极活性物质层，含负极活性物质层的极片单元100位于两个含正极活性物质层的极片单元100之间，第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100含负极活性物质层为例进行说明，中间极片组件制备装置410将三个第一方面的极片单元100复合成中间极片组件向两侧极片组件制备装置420传输，其中中间极片组件的两侧的极片单元100含正极活性物质层，中间极片组件的中间部位的极片单元100含负极活性物质层。在两侧极片组件制备装置420处，在中间极片组件的两侧分别复合第二方面和一个第三方面的极片单元100，其中第二方面的极片单元100和第三方面的极片单元100含负极活性物质层，经固态电池复合压膜装置430膜压后，经模切、焊接、封装，形成固态电池300。还可额外配置对齐系统、纠偏系统以及张力控制系统，提高产品合格率。
针对不同层数的固态电池，中间极片组件制备装置410中的放卷辊个数可以为1个及以上，可根据中间极片组件的数量选择合适的放卷辊数量。中间极片组件制备装置410的数量可以为1个及以上，若中间极片组件制备装置410的数量大于一个，增加的中间极片组件制备装置410可设于图11中的中间极片组件制备装置410与两侧极片组件制备装置420之间。
本发明的固态电池300后续还可以经等静压、拘束、化成、分容等工序流程可按行业内常用方法适配进行，最终获得固态电池300，如固态电池300的性能发挥需要施加压力，则可采用常用加压设备在制备过程中或者使用过程中进行施压。
综上所述，本发明通过设置3种不同结构的极片单元100，可根据需要，将不同结构的极片单元100按需组装即可得到需要层级的固态电池300，提高了固态电池300制备的效率，可实现在线连续卷对卷生产。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种极片单元，其特征在于，包括第一集流体，设于所述第一集流体两侧的第一活性物质层，其中一第一活性物质层远离所述第一集流体的一侧设有第一固态电解质层，其中，所述第一集流体的一端超出所述第一活性物质层和所述第一固态电解质层设置；所述第一活性物质层的材料包括正极活性物质或负极活性物质。
2.一种极片单元，其特征在于，包括第二集流体和设于所述第二集流体一侧的第二活性物质层，其中，所述第二集流体的一端超出所述第二活性物质层设置；所述第二活性物质层的材料包括正极活性物质层或负极活性物质层。
3.一种极片单元，其特征在于，包括第三集流体和设于所述第三集流体一侧的第三活性物质层，所述第三活性物质层远离所述第三集流体的一侧设有第三固态电解质层，其中，所述第三集流体的一端超出所述第三活性物质层和所述第三固态电解质层设置；所述第三活性物质层的材料包括正极活性物质层或负极活性物质层。
4.一种如权利要求1所述的极片单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第一活性物质的粉料干浆压制成膜，得第一活性物质膜；
将第一固态电解质的干浆压制成膜，得第一固态电解质膜；
在第一集流体的两侧分别同时复合第一活性物质膜，其中一第一活性物质膜远离所述第一集流体的一侧同时复合所述第一固态电解质膜，得极片单元。
5.一种如权利要求2所述的极片单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第二活性物质的粉料干浆压制成膜，得第二活性物质膜；
在第二集流体的一侧复合第二活性物质膜，得极片单元。
6.一种如权利要求3所述的极片单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第三活性物质的粉料干浆压制成膜，得第三活性物质膜；
将第三固态电解质的干浆压制成膜，得第三固态电解质膜；
在第三集流体的一侧同时复合第三活性物质膜和第三固态电解质膜，得极片单元，其中第三活性物质膜位于所述第三集流体和所述第三固态电解质膜之间。
7.一种固态电池，其特征在于，至少包括如权利要求2和3所述的极片单元，其中一极片单元包括正极活性物质层，另一极片单元包括负极活性物质层，所述第三固态电解质层间隔开所述正极活性物质层和所述负极活性物质层，含正极活性物质层的集流体的突出方向与含负极活性物质层的集流体的突出方向相反。
8.一种固态电池，其特征在于，包括如权利要求2和3所述的极片单元以及至少一个如权利要求1所述的极片单元，其中：
所述如权利要求1所述的极片单元位于所述如权利要求2和3所述的极片单元之间，满足正极活性物质层的数量与负极活性物质层的数量相同，且正极活性物质层与负极活性物质层由固态电解质层间隔开，含正极活性物质层的集流体的突出方向一致，含负极活性物质层的集流体的突出方向一致，且二者之间方向相反。
9.一种如权利要求7所述的固态电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供如权利要求2所述的极片单元和权利要求3所述的极片单元；
将如权利要求2所述的极片单元和权利要求3所述的极片单元复合成固态电池；
其中：一极片单元为正极活性物质层，另一极片单元为负极活性物质层，所述第三固态电解质层间隔开所述正极活性物质层和所述负极活性物质层，含正极活性物质层的集流体的突出方向与含负极活性物质层的集流体的突出方向相反。
10.一种如权利要求8所述的固态电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供如权利要求2所述的极片单元和权利要求3所述的极片单元及至少一个如权利要求1所述的极片单元；
将供如权利要求2所述的极片单元和权利要求3所述的极片单元及至少一个如权利要求1所述的极片单元复合成固态电池；
其中：所述如权利要求1所述的极片单元位于所述如权利要求2和3所述的极片单元之间，满足正极活性物质层的数量与负极活性物质层的数量相同，且正极活性物质层与负极活性物质层由固态电解质层间隔开，含正极活性物质层的集流体的突出方向一致，含负极活性物质层的集流体的突出方向一致，且二者之间方向相反。
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