ES2947440T3 - Batería de estado totalmente sólido que usa metales de litio como electrodo negativo - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos de seguridad mejorada para una batería de estado sólido, el conjunto de electrodos de estructura novedosa está diseñado de modo que una capa de electrolito sólido no se dañe por la formación de una parte escalonada incluso cuando la parte escalonada está formado en una capa de electrodo negativo debido a un cambio en el espesor de la capa de electrodo negativo tal como un aumento/disminución en el espesor de una parte de la capa de electrodo negativo como resultado de la carga/descarga. El conjunto de electrodos tiene una capa de protección, que comprende una parte de abertura, interpuesta entre un electrodo negativo y la capa de electrolito sólido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería de estado totalmente sólido que usa metales de litio como electrodo negativo
Sector de la técnica
La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Coreana n.° 10-2018-0098857 presentada el 23 de agosto de 2018 ante la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea. La presente divulgación se refiere a un conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido que comprende un electrolito sólido como material electrolítico. Más particularmente, la batería de estado totalmente sólido utiliza metal de litio como electrodo negativo.
Estado de la técnica
Las baterías secundarias se han utilizado principalmente en aplicaciones de dispositivos pequeños, tales como dispositivos móviles y ordenadores portátiles, pero recientemente su aplicación tiende a expandirse a dispositivos de tamaño mediano y grande, en particular, campos que requieran alta energía y alto rendimiento en relación con sistemas de almacenamiento de energía (ESS) o vehículos eléctricos (EV). En comparación con las baterías secundarias pequeñas, medianas y grandes, los entornos operativos, tales como la temperatura y el impacto, son severos y se utiliza una mayor cantidad de baterías, por lo que es necesario garantizar la seguridad, junto con un buen rendimiento y un precio razonable. La mayoría de las baterías secundarias actualmente disponibles comercialmente utilizan un electrolito líquido orgánico que contiene una sal de litio disuelta en un disolvente orgánico y, por tanto, existen posibles riesgos de fugas, así como de incendios y explosiones.
En consecuencia, recientemente se han desarrollado baterías de estado totalmente sólido, y utilizan electrolitos sólidos inorgánicos incombustibles y, por tanto, tienen la ventaja de una mayor estabilidad térmica que las baterías secundarias de litio convencionales que utilizan electrolitos líquidos orgánicos combustibles. En general, las baterías de estado totalmente sólido tienen una estructura de pila de una capa colectora de corriente negativa, una capa de electrodo negativo, una capa de electrolito sólido, una capa de electrodo positivo y una capa colectora de corriente positiva. La patente coreana n.° 10-1506833 titulada 'método de producción de lodo para capa de electrolito sólido, método de producción para capa de material activo de electrodo y método de producción para batería de estado totalmente sólido' da a conocer una batería de estado totalmente sólido mediante un proceso de recubrimiento de lodo, adecuado para la producción en masa.
Cuando una batería de estado totalmente sólido que utiliza metal de litio para un material activo de electrodo negativo se usa para baterías de alta capacidad, se produce un cambio de volumen muy grande del electrodo negativo debido a la extracción/recubrimiento de litio. Para reducir la resistencia interfacial entre el electrodo negativo y la capa de electrolito sólido (electrolito de polímero), generalmente se requiere que el material de capa de electrolito sólido, por ejemplo, un electrolito de polímero, tenga una alta viscosidad. Además, para aumentar la densidad energética, la capa de electrolito sólido debe ser lo más delgada posible. En consecuencia, la capa de electrolito sólido es generalmente muy pegajosa debido a su alta viscosidad en la superficie de contacto y tiene una baja resistencia mecánica debido a su pequeño grosor. Al fabricar un conjunto de electrodo, para alinear perfectamente los electrodos, es necesario diseñarlo de manera que el área del electrodo negativo sea generalmente mayor que el área del electrodo positivo, y el área de la capa de electrolito sólido sea mayor que el área del electrodo negativo En este caso, la extracción/recubrimiento de litio se produce en una región de la superficie del electrodo negativo en la que se superpone el electrodo positivo, y el litio (Li) no accede a la región restante (una región del electrodo negativo en la que el electrodo positivo no se superpone). En consecuencia, cuando se considera una situación de carga, el recubrimiento se produce en la capa de metal de litio (Li), y el metal de litio se vuelve más grueso en la región en la que se superpone el electrodo positivo debido al recubrimiento de litio (Li). En este caso, se forma un escalón entre la región en la que se superpone el electrodo positivo y la región restante, lo que provoca daños en la capa de electrolito sólido. La figura 1 es una vista en sección transversal esquemática del conjunto de electrodo para la batería de estado totalmente sólido de forma convencional según la técnica relacionada, y el conjunto de electrodo comprende el electrodo 10 positivo, el electrodo 40 negativo y el electrolito 20 sólido interpuestos entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. A medida que la batería de estado totalmente sólido se carga/descarga repetidamente, se produce un recubrimiento 50 de litio en la capa de metal de litio del electrodo negativo, y el metal de litio se vuelve más grueso en la región del electrodo negativo en la que se superpone el electrodo positivo, formando un escalón en la capa de electrodo negativo. La figura 2 es un diagrama que muestra el escalón formado en la capa de electrodo negativo de la batería de estado totalmente sólido convencional durante la carga. Además, existe una alta probabilidad de que la capa de electrolito sólido a base de polímero se dañe al fabricar el conjunto de electrodo, provocando un cortocircuito entre el electrodo positivo y el electrodo negativo en el borde de la capa de electrolito sólido.
El documento US 2017/373300 A1 da a conocer una batería de litio de tipo totalmente sólido que comprende un electrodo positivo de granos de óxido de metal de litio orientado, un electrolito sólido y un electrodo negativo de metal de litio, y un aislador de extremo en forma de armazón (resina de poliolefina como polipropileno o polietileno) que se dobla para recubrir (revestir) la placa de extremo de cátodo, para evitar cortocircuitos.
El documento KR 20160081369 A da a conocer una batería totalmente sólida que comprende una capa de cátodo y una capa de electrolito sólido que se forman secuencialmente en una primera superficie del colector de corriente, y una capa aislante (PVdF) en forma de armazón, formada en el colector de corriente, y una capa de ánodo, formada en una segunda superficie del colector de corriente.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está dirigida a proporcionar un conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido con seguridad mejorada. En particular, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un conjunto de electrodo con una nueva estructura para una batería de estado totalmente sólido diseñada para evitar el daño de una capa de electrolito sólido provocado por un escalón formado en una capa de electrodo negativo debido a cambios en el grosor de una capa de electrodo negativo, tal como un aumento o disminución de grosor en parte de la capa de electrodo negativo, durante la carga/descarga. Además, se entenderá fácilmente que estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden realizarse por los medios o métodos expuestos en las reivindicaciones adjuntas y su combinación.
Solución técnica
La presente divulgación se refiere a una batería de estado totalmente sólido. Un primer aspecto de la presente divulgación se refiere a la batería de tipo totalmente sólido que comprende un conjunto de electrodo que comprende un electrodo negativo, un electrodo positivo y una capa de electrolito sólido interpuesta entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, comprendiendo el electrodo negativo metal de litio como material activo de electrodo negativo, en el que la capa de electrolito sólido, el electrodo negativo y el electrodo positivo tienen la misma área o la capa de electrolito sólido, el electrodo negativo y el electrodo positivo se reducen en área en ese orden en base al área de una superficie apilada, el electrodo negativo está en contacto superficial con la capa de electrolito sólido y se dispone dentro de la superficie de la capa de electrolito sólido, el electrodo positivo está en contacto indirecto con el electrodo negativo en donde la capa de electrolito sólido se interpone entre el electrodo positivo y el electrodo negativo y se dispone dentro de la superficie del electrodo negativo, el conjunto de electrodo comprende además una capa protectora que comprende resina polimérica entre el electrodo negativo y la capa de electrolito sólido, la capa protectora tiene la forma de un armazón con una parte de borde que tiene una anchura predeterminada y una abertura rodeada por la parte de borde, un área de la abertura es más pequeña que un área del electrodo positivo, y la capa protectora se coloca de manera que la abertura está dispuesta dentro de la superficie del electrodo positivo. Según un segundo aspecto de la presente divulgación, en el primer aspecto, la capa de electrolito sólido comprende un electrolito sólido a base de polímero.
Según un tercer aspecto de la presente divulgación, en cualquiera de los aspectos descritos anteriormente, el electrolito sólido a base de polímero comprende al menos uno seleccionado de polímero a base de poliéter, polímero a base de policarbonato, polímero a base de acrilato, polímero a base de polisiloxano, polímero a base de fosfaceno, un derivado de polietileno y un derivado de óxido de alquileno.
Según un cuarto aspecto de la presente divulgación, en cualquiera de los aspectos descritos anteriormente, una periferia exterior del electrodo negativo no está en contacto directo con la capa de electrolito sólido por la parte de borde.
Según un quinto aspecto de la presente divulgación, en cualquiera de los aspectos descritos anteriormente, el grosor de la capa protectora es de 1/10 a 1/2 del grosor de la capa de electrolito sólido.
Según un sexto aspecto de la presente divulgación, en cualquiera de los aspectos descritos anteriormente, la parte de borde de la capa protectora se extiende hacia afuera desde la capa de electrolito sólido en una anchura predeterminada.
Según un séptimo aspecto de la presente divulgación, en cualquiera de los aspectos descritos anteriormente, el electrodo positivo se apila de manera que una periferia exterior del electrodo positivo se dispone dentro de la parte de borde de la capa protectora.
Según un octavo aspecto de la presente divulgación, en cualquiera de los aspectos descritos anteriormente, la capa de electrolito sólido, el electrodo negativo y el electrodo positivo tienen la misma área en base al área de la superficie apilada, teniendo una región exterior una anchura predeterminada en la parte de borde de la capa protectora que se extiende hacia afuera desde la capa de electrolito sólido, y la región que se extiende hacia afuera se dobla hacia la capa de electrolito sólido y rodea un lado de una pila de la capa de electrolito sólido y el electrodo positivo.
Según un noveno aspecto de la presente divulgación, en cualquiera de los aspectos descritos anteriormente, la capa protectora se dobla de manera que un extremo de la región que se extiende hacia afuera cubre una periferia exterior de la superficie del electrodo positivo en su totalidad o en parte.
Según un décimo aspecto de la presente divulgación, en cualquiera de los aspectos descritos anteriormente, la capa protectora comprende al menos uno de polietileno y polipropileno.
Efectos ventajosos
En la presente divulgación, la capa protectora de poliolefina tiene mayor resistencia mecánica, menor flexibilidad y menor viscosidad que la capa de electrolito sólido. En consecuencia, debido a que el conjunto de electrodo según la presente divulgación comprende la capa protectora de tipo armazón, incluso si el recubrimiento de litio se produce en una región de la superficie de capa de electrodo negativo en la que se superpone el electrodo positivo (una región interior de la superficie de electrodo negativo), lo que provoca la formación de un escalón entre la periferia exterior de la superficie de electrodo negativo y la superficie interior rodeada por la periferia exterior, la capa protectora se mueve hacia arriba a lo largo del escalón, y con el movimiento de la capa protectora, se soporta la región exterior de la membrana electrolítica por la capa protectora y se mueven en conjunto, previniendo de este modo el daño de la capa de electrolito sólido provocado por el recubrimiento y el escalón consiguiente.
Descripción de las figuras
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la descripción detallada anterior, sirven para proporcionar una mayor comprensión de los aspectos técnicos de la presente divulgación y, por tanto, la presente divulgación no debe interpretarse como limitada a los dibujos. Mientras tanto, la forma, el tamaño, la escala o la proporción de los elementos en los dibujos tal como se usan en el presente documento pueden exagerarse para enfatizar una descripción más clara.
La figura 1 es una vista en sección transversal de un conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido según la técnica relacionada.
La figura 2 es una vista en sección transversal esquemática de un conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido según la técnica relacionada, que muestra que el recubrimiento de litio se produce en la superficie del electrodo negativo y el electrodo negativo se vuelve más grueso debido a la carga/descarga repetida de la batería.
La figura 3a es una vista en sección transversal esquemática de un conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido según una realización de la presente divulgación.
La figura 3b muestra la anchura de cada elemento.
La figura 4 es una vista en sección transversal de un conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido según una realización de la presente divulgación, que muestra que el recubrimiento de litio se produce en la superficie del electrodo negativo y el electrodo negativo se vuelve más grueso debido a la carga/descarga repetidas de la batería.
La figura 5 es una vista en perspectiva en despiece de un conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido según una realización de la presente divulgación.
La figura 6 muestra un conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido según una realización de la presente divulgación, en la que una región exterior que tiene una anchura predeterminada en una parte de borde de una capa protectora se extiende hacia afuera desde una capa de electrolito sólido y cubre el lado de una pila de la capa de electrolito sólido y el electrodo positivo.
Descripción detallada de la invención
A continuación, se describirá la presente divulgación en detalle. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos o palabras utilizados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a los significados generales y del diccionario, sino interpretarse en base a los significados correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación en base al principio de que el inventor puede definir los términos apropiadamente para la mejor explicación. Por tanto, las realizaciones descritas en el presente documento y las ilustraciones que se muestran en los dibujos son solo la realización más preferida de la presente divulgación, pero no pretenden describir completamente los aspectos técnicos de la presente divulgación, por lo que debe entenderse que podrían realizarse otros equivalentes y modificaciones a la misma en el momento de la presentación de la solicitud.
El término “comprende” cuando se usa en esta memoria descriptiva, especifica la presencia de elementos mencionados, pero no excluye la presencia o adición de uno o más elementos adicionales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
Los términos “aproximadamente” y “sustancialmente” se utilizan en el presente documento en el sentido de en, o casi en, cuando se proporcionan las tolerancias materiales y de fabricación inherentes a las circunstancias establecidas y se utilizan para evitar que el infractor sin escrúpulos se aproveche injustamente de la presente divulgación en donde se indican cifras exactas o absolutas como ayuda para comprender la presente divulgación.
“A y/o B” cuando se usa en esta memoria descriptiva, especifican “ya sea A o B o ambas”.
En la siguiente descripción detallada, términos específicos se utilizan por conveniencia y no son limitativos. Los términos 'interior', 'exterior', 'derecha', 'izquierda', 'superior' e 'inferior' se refieren a las direcciones de los dibujos a las que se hace referencia. Los términos 'hacia adentro' y 'hacia afuera' se refieren a las direcciones hacia o desde los centros geométricos de los dispositivos, sistemas y elementos de los mismos designados. Los términos 'frontal', 'trasero', 'arriba', 'abajo' y palabras y frases relacionadas se refieren a las ubicaciones y direcciones en los dibujos a los que se hace referencia y no son limitativos. Estos términos comprenden las palabras mencionadas anteriormente y sus derivados y sinónimos.
La presente divulgación se refiere a un conjunto de electrodo para un dispositivo electroquímico. En la presente divulgación, el dispositivo electroquímico es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica mediante reacciones electroquímicas, y es un concepto que abarca baterías primarias y baterías secundarias, y las baterías secundarias pueden recargarse, y son un concepto que abarca baterías de iones de litio, baterías de níquelcadmio y baterías de níquel-hidrógeno. En una realización de la presente divulgación, el dispositivo electroquímico puede ser una batería de iones de litio y, preferiblemente, una batería de estado totalmente sólido que utiliza un electrolito sólido como electrolito. En la presente divulgación, la batería de estado totalmente sólido es preferiblemente una batería de metal de litio que utiliza metal de litio como electrodo negativo.
El conjunto de electrodo de la presente divulgación se describirá con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Las figuras 3a y 3b son vistas en sección transversal esquemáticas del conjunto de electrodo para una batería de estado totalmente sólido según una realización de la presente divulgación. En una realización de la presente divulgación, el conjunto de electrodo comprende un electrodo 10 positivo, un electrodo 40 negativo 40 y una capa 20 de electrolito sólido interpuesta entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, teniendo una capa 30 protectora una anchura predeterminada entre el electrodo negativo y la capa de electrolito sólido.
En el conjunto de electrodo, la capa de electrolito sólido, el electrodo negativo y el electrodo positivo se reducen en el área en ese orden en base al área de la superficie apilada. El electrodo negativo está en contacto superficial con la capa de electrolito sólido y se dispone dentro de la superficie de capa de electrolito sólido y, por tanto, no se extiende hacia afuera desde la capa de electrolito sólido. Además, el electrodo positivo está en contacto indirecto con el electrodo negativo en el que la capa de electrolito sólido se interpone entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y se dispone dentro de la superficie del electrodo negativo. Las figuras 3a y 3b son vistas en sección transversal del conjunto de electrodo según una realización de la presente divulgación, en las que dos extremos de la superficie de electrodo positivo se disponen dentro de la anchura de la superficie de electrodo negativo, y dos extremos de la superficie de electrodo negativo se disponen dentro de la anchura de la superficie de capa de electrolito sólido.
En una realización de la presente divulgación, el electrodo positivo comprende un colector de corriente positivo y una capa de material activo de electrodo positivo que comprende un material activo de electrodo positivo y un electrolito sólido en al menos una superficie del colector de corriente. La capa de material activo de electrodo positivo puede comprender además un material conductor y una resina aglutinante, si es necesario. El material activo de electrodo positivo puede comprender, pero no se limita a, al menos uno de compuestos estratificados tales como óxido compuesto de manganeso y litio (LiMn2Ü4 , LiMnCh ), óxido de cobalto y litio (LiCoO2), óxido de níquel y litio (LiNiCh ) o compuestos con uno o más sustitución de metales de transición; óxido de litio y manganeso de fórmula Lii +xMn2-xO4 (x = 0 ~ 0,33), LiMnO3, LiMn2O3 , LiMnO2 ; óxido de litio y cobre (Li2CuO2); óxido de vanadio tal como LN 3Os , UV3O4, V2O5 , Cu2V2O7 ; óxido de litio y níquel representado por la fórmula química LiNii-xMxO2 (M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B o Ga, x = 0,01 - 0,3); óxido compuesto de manganeso y litio representado por la fórmula química LiMn2-xMxO2 (M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn o Ta, x = 0,01 - 0,1), Lia MnxNiyCozO2 (0,5<a<1,5, 0< [x,y,z] <1, x+y+z=1) o Li2Mn3MOs (M = Fe, Co, Ni, Cu o Zn); LiMn2O4 con sustitución parcial de iones de metales alcalinotérreos por Li en la fórmula química; compuestos de disulfuro; Fe2(MoO4)3.
En una realización de la presente divulgación, no existe una limitación particular sobre el material activo de electrodo positivo, pero el material activo de electrodo positivo puede tener un diámetro de partícula (D50) de 1 μm a 20 μm. Debe entenderse que el 'diámetro de partícula' tal como se usa en el presente documento se refiere a D50, el diámetro de partícula al 50 % en una curva de distribución de tamaño de partícula.
En la presente divulgación, el electrodo negativo puede comprender un colector de corriente negativa y una capa de material activo de electrodo negativo que comprende un material activo de electrodo negativo en al menos una superficie del colector de corriente. En la presente divulgación, la capa de material activo de electrodo negativo comprende metal de litio y puede prepararse uniendo una película de metal de litio de un grosor predeterminado a la superficie del colector de corriente o depositando metal de litio en la superficie del colector de corriente mediante un proceso químico o físico. Alternativamente, la capa de material activo de electrodo negativo puede formarse comprimiendo polvo de metal de litio para dar una estructura estratificada sobre la superficie del colector de corriente. En una realización de la presente divulgación, la película de metal de litio puede tener un grosor de 1 μm a 20 μm.
Además del metal de litio, el material de electrodo negativo puede comprender además otro material activo. Sus ejemplos no limitativos pueden comprender óxido de metal litio; carbono tal como carbono no grafitizable, carbono a base de grafito; óxido compuesto metálico tal como LixFe2C>3(0<x<1), LixWÜ2(0<x<1), SnxMei-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, elementos de los Grupos 1, 2 y 3 de la tabla periódica, halógeno, 0<x<1, 1<y<3, 1<z<8); metal de litio; aleación de litio; aleación a base de silicio; aleación a base de estaño; óxido de metal tal como SnO, SnO2 , PbO, PbO2, Pb2O3 , Pb3O4 , Sb2O3 , Sb2O4 , Sb2O5 , GeO, GeO2 , Bi2O3 , Bi2O4 y BbOs ; polímero conductor tal como poliacetileno; material a base de Li-C0-Ni; óxido de titanio, usado solo o en combinación. La capa de material activo de electrodo negativo puede comprender además un material conductor y una resina aglutinante, si es necesario.
En una realización particular de la presente divulgación, el material conductor puede ser, por ejemplo, al menos un material conductor seleccionado del grupo que consiste en grafito, negro de humo, fibra de carbono o fibra metálica, polvo metálico, fibra conductora, óxido metálico conductor, carbón activado y derivados de polifenileno. Más detalladamente, el material conductor puede ser al menos un material conductor seleccionado del grupo que consiste en grafito natural, grafito artificial, super-p, negro de acetileno, negro ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara, negro térmico, negro denka, polvo de aluminio, polvo de níquel, óxido de zinc, titanato de potasio y óxido de titanio.
El colector de corriente no se limita a un tipo particular y comprende aquellos que tienen alta conductividad al tiempo que no provoquen una reacción química a la batería correspondiente, y pueden comprender, por ejemplo, acero inoxidable, cobre, aluminio, níquel, titanio, carbono sinterizado o aluminio o acero inoxidable tratado con carbono, níquel, titanio y plata en la superficie.
La resina aglutinante puede comprender polímeros comúnmente usados en electrodos en el campo técnico relacionado con la presente divulgación. Ejemplos no limitativos de la resina aglutinante pueden comprender fluoruro de polivinilideno-co-hexafluoropropileno, fluoruro de polivinilideno-co-tricloroetileno, polimetilmetacrilato, polietilhexilacrilato, polibutilacrilato, poliacrilonitrilo, polivinilpirrolidona, polivinilacetato, polietileno-co-acetato de vinilo, óxido de polietileno, poliarilato, acetato de celulosa, butirato de acetato de celulosa, propionato de acetato de celulosa, cianoetilpululano, cianoetilpolivinilalcohol, cianoetilcelulosa, cianoetilsacarosa, pululano y carboxilmetilcelulosa, pero no se limitan a los mismos.
El electrolito sólido comprendido en el electrodo positivo y/o el electrodo negativo puede comprender al menos uno seleccionado de un electrolito sólido a base de polímero, un electrolito sólido a base de sulfuro y un electrolito sólido a base de óxido.
En la presente divulgación, el conjunto de electrodo puede comprender además la capa 30 protectora entre el electrodo negativo y la capa de electrolito sólido. La capa 30 protectora tiene la forma de un armazón que tiene una anchura predeterminada y comprende una parte 32 de borde que tiene una periferia interior y una periferia exterior, y una abertura 31 rodeada por la parte de borde. En este caso, el área de la abertura 31 es más pequeña que el área del electrodo positivo, y la capa protectora se coloca de manera que la abertura queda dentro de la superficie de la capa de electrodo positivo. Es decir, la periferia exterior del electrodo positivo se dispone dentro de la parte de borde de la capa protectora, en otras palabras, el electrodo positivo y la parte de borde de la capa protectora se superponen en base a la sección transversal vertical. Volviendo a las figuras 3a y 3b, en el conjunto de electrodo, la anchura Wo entre dos extremos de la abertura de la capa protectora se dispone dentro de la anchura Wc entre dos extremos de la capa de electrodo positivo. En la presente divulgación, la anchura Wp total de la capa protectora puede ser igual o mayor que la anchura Wa de la capa de electrodo negativo, y según una realización de la presente divulgación, la anchura Wp puede ser igual o mayor que la anchura We de la capa de electrolito sólido. Por ejemplo, la parte de borde de la capa protectora puede extenderse hacia afuera desde la capa de electrolito sólido en una anchura predeterminada.
En la presente divulgación, la capa 30 protectora no cubre toda la superficie entre el electrodo 40 negativo y la capa 20 de electrolito sólido, y se instala hasta una anchura predeterminada hacia adentro de la superficie de electrodo negativo desde el borde del electrodo 40 negativo. Debido a esta característica estructural, la periferia exterior del electrodo negativo no está en contacto directo con el electrolito sólido. En un aspecto preferido, la capa protectora puede instalarse con la anchura predeterminado en la periferia exterior de la superficie de electrodo negativo. La figura 5 es una vista en perspectiva en despiece del conjunto de electrodo según una realización de la presente divulgación, y puede observarse que la capa 30 protectora tiene la parte 32 de armazón en forma de un único bucle cerrado y la abertura 31 está rodeada por la parte de armazón.
La figura 4 es un diagrama esquemático que muestra que el recubrimiento de litio se produce en el electrodo negativo y se forma un escalón en la superficie de electrodo negativo debido a la carga/descarga repetida de la batería. Según esto, el recubrimiento de litio solo se produce en una región de la superficie de electrodo negativo en la que el electrodo positivo se superpone y el recubrimiento de litio no se produce alrededor de la periferia exterior del electrodo negativo y, por tanto, se forma un escalón entre la región interior y la región exterior de la superficie del electrodo negativo. Cuando el escalón se forma en parte de la superficie de electrodo negativo, la capa 30 protectora que tiene mayor rigidez y/o resistencia que la capa de electrolito sólido no se dobla por el escalón y mantiene la forma plana, y se mueve hacia arriba tanto como el escalón en donde se produjo el recubrimiento de litio. Además, en consecuencia, la capa de electrolito sólido está soportada por la capa protectora y, por tanto, no se dobla para adaptarse a la forma del escalón y se mueve hacia arriba junto con la capa protectora al tiempo que mantiene una forma plana.
En la presente divulgación, el grosor de la capa protectora es de 1/10 a 1/2 del grosor de la capa de electrolito sólido, pero no se limita a esto.
La descripción anterior se realiza basándose en la sección A transversal horizontal del conjunto de electrodo, pero también se aplica a la sección B transversal vertical.
En una realización de la presente divulgación, la capa protectora puede ser una capa de tipo película que comprende resina polimérica. Preferiblemente, la resina polimérica tiene menos o ninguna reactividad con la capa de electrolito sólido. Además, para la resistencia mecánica, la estabilidad de la forma y la seguridad en el uso de la batería, el punto de fusión puede ser de 100 °C o superior, y la temperatura de transición vitrea (Tg) puede ser de -30 °C a 200 °C. En una realización de la presente divulgación, la capa protectora puede comprender una resina polimérica a base de poliolefina. La resina polimérica a base de poliolefina puede comprender, por ejemplo, al menos un polímero o copolímero seleccionado del grupo que consiste en etileno, propileno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno y 1-octeno, o su combinación, usados solos o combinados. Junto con o independientemente de la resina polimérica a base de poliolefina, la capa protectora puede comprender al menos uno seleccionado del grupo que consiste en tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, poliéster, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliimida, polieteretercetona, poliétersulfona, polifenilenóxido, polifenilensulfuro, polietilennaftaleno, polisulfona, acetato de celulosa y poliestireno. Sin embargo, el material de la capa protectora no se limita a los descritos anteriormente, y comprende cualquier tipo de material que tenga suficiente estabilidad para evitar la deformación de la forma de la capa de electrolito sólido y que sea electroquímicamente estable. Por ejemplo, la capa protectora puede comprender polietileno y/o polipropileno.
En una realización de la presente divulgación, la capa de electrolito sólido se interpone entre el electrodo positivo y el electrodo negativo para aislar eléctricamente los dos electrodos y sirve como capa conductora de iones. La capa de electrolito sólido tiene preferiblemente una conductividad iónica de 1,0x10'5 S/cm o más, 1,0x10'4 S/cm o más, o 1,0x10'3 S/cm o más, pero no se limita a esto. Además, en una realización de la presente divulgación, la capa de electrolito sólido tiene preferiblemente un grosor de aproximadamente 10 μm a 100 μm y puede prepararse como una película independiente.
En una realización de la presente divulgación, la capa de electrolito sólido puede comprender un electrolito sólido a base de polímero como material conductor de iones. El electrolito sólido a base de polímero puede comprender un electrolito de polímero formado mediante la adición de resina polimérica a una sal de litio solvatada, y la resina polimérica puede comprender al menos uno seleccionado del grupo que consiste en polímero a base de poliéter, polímero a base de policarbonato, polímero a base de acrilato, polímero a base de polisiloxano, polímero a base de fosfaceno, derivado de polietileno, óxido de polietileno, polietilenglicol, derivado de óxido de alquileno, polímero de éster de ácido fosfórico, lisina de poliagitación, sulfuro de poliéster, alcohol polivinílico, fluoruro de polivinilideno y polímeros que contienen grupos de disociación iónica.
En el electrolito de la presente divulgación, la sal de litio descrita anteriormente es una sal de litio ionizable que puede representarse por Li+X\ El anión X de la sal de litio no se limita a un tipo particular, sino que puede comprender, por ejemplo, F-, Cf, Br, |-, NO3-, N(CN)2‘, BF4 , CO4-, PF6‘, (CF3)2 PF4-, (CF3PPF3-, (CF3)4PFí , (CF3)5PP, (CF3)6P, CF3SO3-, CF3CF2SO3-, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SFs)3C-, (c F3S02)3C-, CF3(CF2)7SO3', CF3CO2', CH3CO2', SCN-, (CF3Cf2SO2)2N‘, y puede utilizarse al menos uno de ellos. En el conjunto de electrodo, antes de formar la capa de electrolito sólido sobre la superficie del electrodo negativo, la capa protectora puede colocarse en un lugar predeterminado de la superficie del electrodo negativo, la capa de electrolito sólido puede formarse y el electrodo positivo puede colocarse. En este caso, después de colocar el electrodo positivo, puede realizarse un proceso de prensado en caliente o en frío para aglutinar cada capa, y durante esta fijación por presión, la abertura de la capa protectora puede llenarse con la capa de electrolito sólido. Es decir, en una realización de la presente divulgación, la capa de electrolito sólido puede tener un escalón igual que el grosor de la capa protectora.
En una realización de la presente divulgación, la capa protectora es más ancha que la capa de electrolito sólido y, por tanto, una región exterior que tiene una anchura predeterminada en la parte de borde de la capa protectora puede extenderse hacia afuera desde la capa de electrolito sólido. En este caso, la región exterior que se extiende hacia afuera puede doblarse hacia la capa de electrolito sólido para cubrir el lado de la pila de la capa de electrolito sólido y el electrodo positivo. En este caso, la capa de electrolito sólido y el electrodo positivo en contacto con la capa de electrolito sólido pueden diseñarse con la misma área, es decir, dimensiones horizontales y verticales en base al área de la superficie apilada, para evitar la desalineación de la capa de electrolito sólido y el electrodo positivo. Además, la capa de electrolito sólido, el electrodo positivo y el electrodo negativo pueden diseñarse con la misma área, es decir, dimensiones horizontales y verticales. Cuando el electrodo positivo y el electrodo negativo que tienen la misma área se apilan alineados entre sí, el lado del electrodo positivo se cubre con la capa protectora, evitando de este modo la interferencia eléctrica, y no hay necesidad de diseñar de manera que ningún electrodo sea más grande, mejorando de este modo la densidad energética y reduciendo el material. Como la anchura de la región de la capa protectora que se extiende hacia afuera es más larga que la anchura del lado de la pila, la parte restante después de cubrir el lado de la pila, si la hay, puede cortarse para retirarla o puede doblarse hacia la superficie del electrodo positivo para cubrir la periferia exterior de la superficie de electrodo positivo en su totalidad o en parte para el acabado.
La figura 6 es un diagrama esquemático que muestra el conjunto de electrodo que comprende la capa de electrolito sólido, el electrodo positivo y el electrodo negativo que tienen el mismo tamaño alineados entre sí, en el que partes de la capa de electrolito sólido, el electrodo positivo y la capa protectora que se extienden hacia afuera se doblan para cubrir el lado de la pila del electrodo positivo y el electrolito sólido, y el extremo restante se une a la superficie de electrodo positivo para el acabado.
La presente divulgación proporciona además un módulo de batería que comprende la batería que comprende el conjunto de electrodo como una unidad de batería, un paquete de batería que comprende el módulo de batería y un dispositivo que comprende el paquete de batería como fuente de alimentación. Ejemplos específicos del dispositivo comprenden herramientas eléctricas que funcionan con energía procedente de un motor eléctrico; vehículos eléctricos que comprenden vehículos eléctricos (EV), vehículos eléctricos híbridos (HEV) y vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV); vehículos eléctricos de dos ruedas que comprenden bicicletas eléctricas y escúteres eléctricas; carros de golf eléctricos; y ESS, pero no se limitan a los mismos.
Aunque la presente divulgación se ha descrito anteriormente con respecto a un número limitado de realizaciones y dibujos, la presente divulgación no se limita a lo anterior y resulta obvio para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversas modificaciones y cambios dentro de los aspectos técnicos de la presente divulgación y el alcance equivalente de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una batería de tipo totalmente sólido, que comprende:
un conjunto de electrodo que comprende un electrodo (40) negativo, un electrodo (10) positivo y una capa (20) de electrolito sólido interpuesta entre el electrodo (10) positivo y el electrodo (40) negativo, comprendiendo el electrodo (40) negativo metal de litio como material activo de electrodo negativo,
en la que la capa (20) de electrolito sólido, el electrodo (40) negativo y el electrodo (10) positivo tienen la misma área o la capa (20) de electrolito sólido, el electrodo (40) negativo y el electrodo (10) positivo se reducen en área en ese orden en base a un área de una superficie apilada,
el electrodo (40) negativo está en contacto superficial con la capa (20) de electrolito sólido, y está dispuesto dentro de la superficie de la capa (20) de electrolito sólido,
el electrodo (10) positivo está en contacto indirecto con el electrodo (40) negativo, en donde la capa (20) de electrolito sólido se interpone entre el electrodo (10) positivo y el electrodo (40) negativo, y se dispone dentro de la superficie del electrodo (40) negativo,
el conjunto de electrodo comprende además una capa (30) protectora que comprende resina polimérica entre el electrodo (40) negativo y la capa (20) de electrolito sólido,
la capa (30) protectora tiene forma de armazón con una parte (32) de borde que tiene una anchura predeterminada y una abertura (31) rodeada por la parte (32) de borde,
un área de la abertura (31) es menor que un área del electrodo (10) positivo, y
la capa (30) protectora está colocada de manera que la abertura (31) queda dispuesta dentro de la superficie del electrodo (10) positivo.
2. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 1, en la que la capa (20) de electrolito sólido comprende un electrolito sólido a base de polímero.
3. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 2, en la que el electrolito sólido a base de polímero comprende al menos uno seleccionado de polímero a base de poliéter, polímero a base de policarbonato, polímero a base de acrilato, polímero a base de polisiloxano, polímero a base de fosfaceno, un derivado de polietileno y un derivado de óxido de alquileno.
4. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 1, en la que una periferia exterior del electrodo (40) negativo no está en contacto directo con la capa (20) de electrolito sólido por la parte (32) de borde.
5. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 1, en la que el grosor de la capa (30) protectora es de 1/10 a 1/2 del grosor de la capa (20) de electrolito sólido.
6. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 1, en la que la parte (32) de borde de la capa (30) protectora se extiende hacia afuera desde la capa (20) de electrolito sólido en una anchura predeterminada.
7. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 1, en la que el electrodo (10) positivo está apilado de manera que una periferia exterior del electrodo (10) positivo está dispuesta dentro de la parte (32) de borde de la capa (30) protectora.
8. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 1, en la que la capa (20) de electrolito sólido, el electrodo (40) negativo y el electrodo (10) positivo tienen la misma área en base al área de la superficie apilada, una región exterior que tiene una anchura predeterminada en la parte (32) de borde de la capa (30) protectora se extiende hacia afuera desde la capa (20) de electrolito sólido, y
la región que se extiende hacia afuera está doblada hacia la capa (20) de electrolito sólido y rodea un lado de una pila de la capa (20) de electrolito sólido y el electrodo (10) positivo.
9. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 8, en la que la capa (30) protectora está doblada de manera que un extremo de la región que se extiende hacia afuera cubre una periferia exterior de la superficie del electrodo (10) positivo total o parcialmente.
10. La batería de tipo totalmente sólido según la reivindicación 1, en la que la capa (30) protectora comprende al menos uno de polietileno y polipropileno.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4614667A3 (en) * 2020-04-06 2025-12-31 LG Energy Solution, Ltd. ALL-SOLID BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING ALL-SOLID BATTERIES
KR102899157B1 (ko) * 2020-08-28 2025-12-10 삼성에스디아이 주식회사 전고체 이차전지
JP7695782B2 (ja) * 2020-10-26 2025-06-19 日産自動車株式会社 二次電池
KR20220096865A (ko) * 2020-12-31 2022-07-07 삼성전기주식회사 전고체 전지
US20240154182A1 (en) * 2021-03-29 2024-05-09 Nissan Motor Co., Ltd. Lithium Secondary Battery
WO2022230468A1 (ja) * 2021-04-28 2022-11-03 日産自動車株式会社 リチウム二次電池
EP4539209A3 (en) 2021-09-27 2025-07-30 QuantumScape Battery, Inc. Electrochemical stack and method of assembly thereof
JP7825411B2 (ja) * 2021-12-01 2026-03-06 日産自動車株式会社 リチウム二次電池
CN119174025A (zh) * 2022-05-13 2024-12-20 日产自动车株式会社 锂二次电池
CN115513534B (zh) * 2022-08-16 2026-02-06 岚图汽车科技股份有限公司 一种电池
KR20250146033A (ko) * 2024-03-29 2025-10-13 삼성에스디아이 주식회사 전고체 전지용 음극 및 이를 포함하는 전고체 전지
WO2026033831A1 (ja) * 2024-08-09 2026-02-12 日産自動車株式会社 全固体電池の製造方法及び全固体電池製造用の積層体
CN119627250A (zh) * 2025-02-11 2025-03-14 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、用电设备、极片及极片制备方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5612153A (en) * 1995-04-13 1997-03-18 Valence Technology, Inc. Battery mask from radiation curable and thermoplastic materials
JP2000285929A (ja) 1999-03-31 2000-10-13 Sony Corp 固体電解質電池
JP2006179241A (ja) 2004-12-21 2006-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電池
US8192893B2 (en) * 2006-11-07 2012-06-05 Panasonic Corporation Membrane-membrane reinforcing membrane assembly, membrane-catalyst layer assembly, membrane-electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell
US8574746B2 (en) * 2008-03-14 2013-11-05 Nec Corporation Film-covered electrical device and assembled battery
JP5481970B2 (ja) 2009-06-30 2014-04-23 日産自動車株式会社 電池モジュールおよびその製造方法
KR101113381B1 (ko) 2009-11-30 2012-03-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP5494338B2 (ja) 2010-08-03 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 電極体の製造方法及び電極体
JP5708467B2 (ja) 2011-03-18 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 スラリー、固体電解質層の製造方法、電極活物質層の製造方法、および全固体電池の製造方法
EP2721665B1 (en) * 2011-06-17 2021-10-27 Sion Power Corporation Plating technique for electrode
JP2014102982A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Toyota Motor Corp 全固体電池及びその製造方法
JP2014146501A (ja) * 2013-01-29 2014-08-14 Toyota Motor Corp 全固体電池
KR20140126035A (ko) * 2013-04-22 2014-10-30 삼성전기주식회사 단위셀용 전극 성형체 및 고체산화물 연료전지용 단위셀의 제조 방법
JP2015195184A (ja) * 2014-03-26 2015-11-05 東レ株式会社 エッジ保護材を有する膜電極複合体
KR102263061B1 (ko) * 2014-09-15 2021-06-09 삼성전자주식회사 유연한 전극 조립체 및 이를 포함하는 전기화학 소자
US9877191B2 (en) 2014-10-15 2018-01-23 Tracfone Wireless, Inc. Device having a SIM card combined with a wireless service card and method of use thereof
US10164289B2 (en) * 2014-12-02 2018-12-25 Polyplus Battery Company Vitreous solid electrolyte sheets of Li ion conducting sulfur-based glass and associated structures, cells and methods
KR101664629B1 (ko) * 2014-12-31 2016-10-11 현대자동차주식회사 바이폴라 전고체 전지의 제조방법
KR101869137B1 (ko) 2015-01-13 2018-06-19 주식회사 엘지화학 가스 배출 통로를 포함하는 전극조립체 및 이의 제조 방법
WO2016152565A1 (ja) 2015-03-25 2016-09-29 日本碍子株式会社 全固体リチウム電池
KR101964280B1 (ko) 2016-03-23 2019-04-01 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 전극 조립체, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 전지모듈
KR102601602B1 (ko) 2016-04-11 2023-11-14 삼성전자주식회사 복합 고체전해질, 이를 포함하는 보호음극 및 리튬 전지, 및 상기 복합 고체 전해질의 제조방법
JP6912272B2 (ja) * 2016-05-26 2021-08-04 住友化学株式会社 多孔質セパレータ捲回体の包装体、その製造方法及び多孔質セパレータ捲回体の保管方法
JP2017216053A (ja) 2016-05-30 2017-12-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電素子
KR102074202B1 (ko) 2016-06-09 2020-02-06 주식회사 엘지화학 이차전지
KR102003307B1 (ko) 2016-09-21 2019-07-24 주식회사 엘지화학 다중 보호층을 포함하는 음극 및 이를 포함하는 리튬이차전지
KR20180036410A (ko) * 2016-09-30 2018-04-09 주식회사 엘지화학 전고체 전지
KR102152143B1 (ko) * 2016-11-24 2020-09-04 주식회사 엘지화학 전극판의 경계 부위에 절연 보강부가 형성된 분리막을 포함하는 전극조립체
KR102812819B1 (ko) * 2016-12-13 2025-05-28 삼성전자주식회사 복합 전해질 구조체 및 이를 포함하는 리튬금속전지
KR101966331B1 (ko) 2017-02-27 2019-08-13 주식회사 캐리마 3차원물체 성형데이터 생성장치, 성형데이터 생성방법, 3차원물체 성형장치 및 그 성형방법
JP6833648B2 (ja) * 2017-09-20 2021-02-24 株式会社東芝 二次電池、電池パック及び車両

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