CN208336419U - 一种固态电池的内部连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固态电池的内部连接结构，包括有顺次连接的正极集流体及其附件层、正极活性材料层、固态电解质层、负极活性材料层和负极集流体及其附件层，固态电解质层与正极活性材料层之间采用凹凸卡合连接结构进行连接固定，固态电解质层与负极活性材料层之间采用凹凸卡合连接结构进行连接固定。本实用新型固态电解质层与正极活性材料层之间、与负极活性材料层之间均采用凹凸卡合连接结构进行连接固定，一方面可以增加正负极材料层和固态电解质层之间的界面接触面积，另一方面也可以提升正、负极活性材料层与固态电解质层相互之间的接触紧密程度和牢固性。

Description

一种固态电池的内部连接结构

技术领域

本实用新型涉及固态电池生产领域，具体是一种固态电池的内部连接结构。

背景技术

锂离子电池自二十世纪八十年代商业化开始，由于其所具有的优异性能，被行业广泛研究和推广，锂离子二次电池具有独特的应用优势：首先其可以满足高电压工作要求，电池能量密度较高，具有较长的循环使用寿命，电池自放电率水平较低，加上原材料资源丰富，价格成本低廉等特点，成为新能源领域特别是新能源汽车动力蓄电池或储能电池的首要选择，随着锂离子电池的应用，人们对于锂离子电池的性能要求越来越高，高比能锂离子电池由于理论能量密度限制和以及自然界钴资源的限制，加上提升能量密度最安全性能方面的影响，其短板逐渐暴露。

为了克服锂离子电池存在的安全缺陷，科研工作者开始研究可替代性的新型电池体系，以固体电解质为基础的固态电池，由于本身不含易燃、易挥发的电解液，可以彻底消除电池因电解液泄漏引发的电池热失控或者冒烟起火等安全隐患，加上其电池设计比较简化，比传统的锂离子电池更加安全耐用，被普遍认为是当下最安全的电池体系。固态电池的概念自提出便受到整个行业的关注与深入研究。

现有的固态电池多数是正、负极活性材料层与固态电解质层逐个分层压缩制作而成，该类型方法加工出的固态电池的相邻接触层之间的粘合会容易因各层接触表面因加工或者其他原因产生的不平整或其他缺陷，使得各层之间结合不牢固会出现断层现象影响电池使用，此外在电池的使用过程中，难以避免的会遇到物理性震动或撞击事件，并且锂离子在充放电过程的迁移也会对电池结合产生影响，这也可能导致相邻层之间的平面滑移或者断裂，因这会使界面之间的电阻大大增加，严重影响电池的充放电性能，降低电池容量并且影响成组电池组的一致性，大大缩短电池使用性能和电池循环寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种固态电池的内部连接结构,解决固态电池分层压制粘合连接性差的问题，其使用寿命较高，应用性能较好。

本实用新型的技术方案为：

一种固态电池的内部连接结构，包括有顺次连接的正极集流体及其附件层、正极活性材料层、固态电解质层、负极活性材料层和负极集流体及其附件层，所述的固态电解质层与正极活性材料层之间采用凹凸卡合连接结构进行连接固定，所述的固态电解质层与负极活性材料层之间采用凹凸卡合连接结构进行连接固定。

所述的正极活性材料层朝向固态电解质层的一面设置有矩形网格状的凸起或凹槽，所述的负极活性材料层朝向固态电解质层的一面设置有矩形网格状的凸起或凹槽，所述的固态电解质层的两面分别设置有与极活性材料层、负极活性材料层匹配连接的矩形网格状的凸起或凹槽。

所述的矩形网格状的凸起或凹槽中，每四个单个凸起或凹槽围成一个矩形框，所述的单个凸起或凹槽的纵剖面为圆弧形、三角形、矩形或多边形。

所述的矩形网格状的凸起或凹槽的深度为0.1-20μm。

所述的矩形网格状的凸起或凹槽，其间隔线密度为1-300μm/条。

本实用新型的优点：

本实用新型固态电解质层与正极活性材料层之间、与负极活性材料层之间均采用凹凸卡合连接结构进行连接固定，一方面可以增加正负极材料层和固态电解质层之间的界面接触面积，另一方面也可以提升正、负极活性材料层与固态电解质层相互之间的接触紧密程度和牢固性，且凸起或凹槽为矩形网格状结构，防止了正、负极活性材料层与固态电解质层之间发生平面(x或 y方向上)相对滑移，使层与层之间接触更加密实稳定，这可以有效提高单体电池甚至电池模组一致性水平，增加固态电池使用寿命，这对于固态电池的使用性能和单体模组的一致性有较好的促进作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型矩形网格状凸起或凹槽的平面图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

见图1和图2，一种固态电池的内部连接结构，包括有顺次连接的正极集流体及其附件层4、正极活性材料层2、固态电解质层1、负极活性材料层3 和负极集流体及其附件层5，固态电解质层1与正极活性材料层2之间采用凹凸卡合连接结构进行连接固定，固态电解质层1与负极活性材料层3之间采用凹凸卡合连接结构进行连接固定；其中，正极活性材料层2朝向固态电解质层1的一面设置有矩形网格状的凸起或凹槽6，负极活性材料层3朝向固态电解质层1的一面设置有矩形网格状的凸起或凹槽6，固态电解质层1的两面分别设置有与极活性材料层2、负极活性材料层3匹配连接的矩形网格状的凸起或凹槽6，矩形网格状的凸起或凹槽6的深度为0.1-20μm，其间隔线密度为1-300μm/条，也可根据正极活性材料层2、固态电解质层1和负极活性材料层3的尺寸确定的凸起或凹槽6的尺寸参数；矩形网格状的凸起或凹槽6 中，每四个单个凸起或凹槽围成一个矩形框，单个凸起或凹槽的纵剖面为圆弧形、三角形、矩形或多边形均可。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种固态电池的内部连接结构，其特征在于：包括有顺次连接的正极集流体及其附件层、正极活性材料层、固态电解质层、负极活性材料层和负极集流体及其附件层，所述的固态电解质层与正极活性材料层之间采用凹凸卡合连接结构进行连接固定，所述的固态电解质层与负极活性材料层之间采用凹凸卡合连接结构进行连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种固态电池的内部连接结构，其特征在于：所述的正极活性材料层朝向固态电解质层的一面设置有矩形网格状的凸起或凹槽，所述的负极活性材料层朝向固态电解质层的一面设置有矩形网格状的凸起或凹槽，所述的固态电解质层的两面分别设置有与极活性材料层、负极活性材料层匹配连接的矩形网格状的凸起或凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种固态电池的内部连接结构，其特征在于：所述的矩形网格状的凸起或凹槽中，每四个单个凸起或凹槽围成一个矩形框，所述的单个凸起或凹槽的纵剖面为圆弧形、三角形、矩形或多边形。

4.根据权利要求2所述的一种固态电池的内部连接结构，其特征在于：所述的矩形网格状的凸起或凹槽的深度为0.1-20μm。

5.根据权利要求2所述的一种固态电池的内部连接结构，其特征在于：所述的矩形网格状的凸起或凹槽，其间隔线密度为1-300μm/条。