【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体而言，涉及一种全固态双极单元结构及其制备系统、方法和电池。
技术介绍
1、全固态电池是指结构中不含液体，所有材料都以固态形式存在的储能器件，具体来说，它是由负极材料、正极材料以及电解质组成。固态电池因其电解质为固态，具有的密度、结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，以提升电池的容量，其体积相对更小，封存更加容易。
2、现有技术中，全固态电池的双电极结构的工艺复杂，固态电解质正负极兼容性差的问题仍然限制全固态电池的开发与应用。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提供一种全固态双极单元结构，可降低全固态电池短路问题，有利于高电压双极全固态电池的量产，安全性能好。
2、本专利技术的另一个目的在于提供一种所述的全固态双极单元结构的制备系统，其具有安全、高效的特点。
3、本专利技术的另一个目的在于提供一种全固态双极单元结构的制备方法，可实现双极全固态电池一体化成型制造，简化全固态电池的生产工艺流程。
4、本专利技术的另一个目的在于提供一种电池。
5、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
6、一种全固态双极单元结构，包括集流体、正极层、负极层、第一电解质层和第二电解质层；所述集流体的两侧表面分别设置所述正极层和负极层；所述第一电解质层包覆所述正极层；所述第二电解质层包覆所述负极层。
7、在一种实施方式中，所述
8、在一种实施方式中，所述负极层包括负极活性材料，所述负极活性材料由第一单颗粒负极材料和第二单颗粒负极材料组成，所述第一单颗粒负极材料的d50粒径d3为8～10μm，所述第二单颗粒负极材料的d50粒径d4＝0.414d3，所述第一单颗粒负极材料和第二单颗粒负极材料的粒径分布宽度各自独立地小于1。
9、在一种实施方式中，所述正极电解质的d50粒径d5＝0.225d1，所述正极电解质的粒径分布宽度小于1.3。
10、在一种实施方式中，所述负极电解质的d50粒径d6＝0.225d3，所述负极电解质的粒径分布宽度小于1.5。
11、在一种实施方式中，以质量百分比计，所述正极层包括正极活性材料80％～92％、正极导电剂0.5％～2％、正极粘结剂0.5％～3％和正极电解质0.01％～19％；以质量百分比计，所述负极层包括负极活性材料70％～90％、负极导电剂0.5％～2％、负极粘结剂0.5％～3％和负极电解质0.01％～28％；所述第一电解质层包含第一电解质和第一粘结剂，所述正极电解质的质量占比为95％～99.5％；所述第二电解质层包含第二电解质和第二粘结剂，所述负极电解质的质量占比为95％～99.5％。
12、在一种实施方式中，所述正极活性材料包括镍钴锰三元正极材料、镍钴锰铝四元正极材料、富锂锰基正极材料、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸铁锰锂、锰酸锂和镍锰酸锂中的至少一种。
13、在一种实施方式中，所述负极活性材料包括人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、硅氧、硅碳、单质硅、单质锡和金属锂中的至少一种。
14、在一种实施方式中，所述正极导电剂和所述负极导电剂各自独立地包括导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、科琴黑和石墨烯中的至少一种。
15、在一种实施方式中，所述正极电解质及所述第一电解质各自独立地包括卤化物电解质和/或硫化物电解质。
16、在一种实施方式中，所述负极电解质和所述第二电解质各自独立地包括li(6-n)ps(5-n)q(1+n)和zli2s·(1-z)p2s5中的至少一种；其中，q为cl、br或i；0≤n≤0.6；0.2≤z≤0.8。
17、在一种实施方式中，所述第一电解质层和所述第二电解质层的厚度各自独立为7～20μm。
18、在一种实施方式中，所述正极层的厚度为80～150μm，所述负极层的厚度为90～160μm。
19、在一种实施方式中，所述集流体选自钢箔和/或镍箔，所述集流体的厚度为2～12μm。
20、如上所述的全固态双极单元结构的制备系统，包括电极收放卷装置、第一压延转移辊组件、正极送料装置、第一电解质送料装置、第二压延转移辊组件、负极送料装置、第二电解质送料装置；所述电极收放卷装置包括集流体料带供给装置和收卷装置；所述第一压延转移辊组件和所述第二压延转移辊组件分居于所述供给装置和收卷装置之间的集流体表面的两侧，且相对设置；所述第一压延转移辊组件和所述第二压延转移辊组件各自独立包括多个压辊；所述正极送料装置用以提供正极物料，第一电解质送料装置用以提供第一电解质；所述第一压延转移辊组件用以对所述正极物料进行辊压以获得正极料带，用以将所述第一电解质与所述正极料带进行辊压复合，以获得具有第一电解质料带和正极料带的复合正极带；所述负极送料装置用以提供负极物料，所述第二电解质送料装置用以提供第二电解质；所述第二压延转移辊组件用以对所述负极物料进行辊压以获得负极料带，用以对所述第二电解质与所述负极料带进行辊压复合，以获得具有第二电解质料带和负极料带的复合负极带；所述第一压延转移辊组件中靠近所述集流体料带的压辊与所述第二压延转移辊组件中靠近所述集流体料带的压辊相配合，用以对所述复合正极带、复合负极带和集流体料带进行辊压复合，以获得全固态双极单元结构。
21、在一种实施方式中，所述第一压延转移辊组件包括依次设置的第一正极压辊、第二正极压辊、第三正极压辊和第四正极压辊，所述第四正极压辊靠近所述集流体料带；所述第一正极压辊和所述第二正极压辊用以对正极物料进行辊压以获得正极料带，所述第三正极压辊和所述第四正极压辊用以对第一电解质和所述正极料带进行辊压复合以获得所述复合正极带；所述第二压延转移辊组件包括依次设置的第一负极压辊、第二负极压辊、第三负极压辊和第四负极压辊，所述第四负极压辊靠近所述集流体料带；所述第一负极压辊和所述第二负极压辊用以对负极物料进行辊压以获得负极料带，所述第三负极压辊和所述第四负极压辊用以对第一电解质和所述负极料带进行辊压复合以获得复合负极带。
22、在一种实施方式中，所述第一正极压辊至第三正极压辊的方向上，各压辊的温度逐渐增大，各压辊的转速逐渐增大；所述第三正极压辊和所述第四正极压辊具有相同的温度和转速。
23、在一种实施方式中，所述第一正极压辊至第三正极压辊中，压辊的温度为80～200℃，且相邻压辊的温差为2～20℃，压辊的线速度为20～50m/min，且相邻压辊的线速度比为1.05～1.2。
24、在一种实施方式中，所述第一负极压辊至第三负极压辊的方向上，各压辊的温度逐渐增大，各压辊的转速逐渐增大；所述第三本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全固态双极单元结构，其特征在于，包括集流体、正极层、负极层、第一电解质层和第二电解质层；所述集流体的两侧表面分别设置所述正极层和负极层；所述第一电解质层包覆所述正极层；所述第二电解质层包覆所述负极层。
2.根据权利要求1所述的全固态双极单元结构，其特征在于，包含以下特征(1)至(4)中的至少一种：
3.根据权利要求2所述的全固态双极单元结构，其特征在于，包含以下特征(1)至(6)中的至少一种：
4.根据权利要求1所述的全固态双极单元结构，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：
5.如权利要求1～4中任一项所述的全固态双极单元结构的制备系统，其特征在于，包括电极收放卷装置、第一压延转移辊组件、正极送料装置、第一电解质送料装置、第二压延转移辊组件、负极送料装置、第二电解质送料装置；
6.根据权利要求5所述的全固态双极单元结构的制备系统，其特征在于，所述第一压延转移辊组件包括依次设置的第一正极压辊、第二正极压辊、第三正极压辊和第四正极压辊，所述第四正极压辊靠近所述集流体料带；所述第一正极压辊和所述第二正极
7.根据权利要求6所述的全固态双极单元结构的制备系统，其特征在于，包含以下特征(1)至(5)中的至少一种：
8.一种全固态双极单元结构的制备方法，其特征在于，采用权利要求5～7中任一项所述的制备系统，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的全固态双极单元结构的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(2)中的至少一种：
10.一种电池，其特征在于，包括多个层叠设置全固态双极单元结构，所述全固态双极单元结构为权利要求1～4中任一项所述的全固态双极单元结构，或者采用权利要求5～7中任一项所述的制备系统制备得到的全固态双极单元结构，或者采用权利要求8～9中任一项所述全固态双极单元结构的制备方法得到的全固态双极单元结构。
...【技术特征摘要】
1.一种全固态双极单元结构，其特征在于，包括集流体、正极层、负极层、第一电解质层和第二电解质层；所述集流体的两侧表面分别设置所述正极层和负极层；所述第一电解质层包覆所述正极层；所述第二电解质层包覆所述负极层。
2.根据权利要求1所述的全固态双极单元结构，其特征在于，包含以下特征(1)至(4)中的至少一种：
3.根据权利要求2所述的全固态双极单元结构，其特征在于，包含以下特征(1)至(6)中的至少一种：
4.根据权利要求1所述的全固态双极单元结构，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：
5.如权利要求1～4中任一项所述的全固态双极单元结构的制备系统，其特征在于，包括电极收放卷装置、第一压延转移辊组件、正极送料装置、第一电解质送料装置、第二压延转移辊组件、负极送料装置、第二电解质送料装置；
6.根据权利要求5所述的全固态双极单元结构的制备系统，其特征在于，所述第一压延转移辊组件包括依次设置的第一正极压辊、第二正极压辊、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李云明，胡波剑，和冲冲，杨利，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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