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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求2022年11月16日提交的韩国专利申请10-2022-0153588号的权益和优先权,其公开内容通过引用全部并入本文。本专利技术涉及一种固体电解质膜及包含其的全固态电池。
技术介绍
1、二次电池是将外部电能转换成化学能并将其储存以便在需要时发电的设备。它们也被称为可再充电电池,因为它们可以多次充电。常见类型的二次电池包括铅电池、镍镉电池(nicd)、镍氢电池(nimh)和锂二次电池。二次电池提供优于使用一次就丢弃的一次电池的经济和环境益处。
2、另一方面,随着无线通信技术的持续发展,对轻量化、薄且小型化的便携式设备和汽车配件的需求在增加,并且对用作这些设备的能源的二次电池的需求正在增加。特别地,随着混合动力车辆和电动车辆在防止环境污染方面变得实用,研究人员试图在这些下一代车辆的电池中使用二次电池以便降低制造成本和重量并延长其寿命。在各种二次电池中,锂二次电池近来由于重量轻、能量密度和工作电位高以及循环寿命长而崭露头角。
3、通常,锂二次电池通过以下方式制造:将由负极、正极和隔膜组成的电极组件安装在诸如圆柱形或方形等金属罐或铝层压片的袋型外壳内,并将电解质注入电极组件中。
4、然而,在锂二次电池的情况下,需要具有一定的空间量的圆柱形、方形或袋型外壳,这限制了各种类型的便携式设备的发展。因此,需要一种能够容易变形的新型锂二次电池。特别地,作为锂二次电池中所含的电解质,需要具有优异的离子电导率且无泄漏的电解质。
5、过去,锂二次电池用电解质主要是由溶解在非水性有机溶剂中的锂盐
6、另一方面,利用固体电解质的全固态电池具有消除有机溶剂的优点,能够实现更安全和更简单形式的电极组件。
7、然而,全固态电池的局限在于,其实际能量密度和功率输出不如使用常规液体电解质的锂二次电池那么高。由于包含固体电解质的电解质膜设置在全固态电池的正极与负极之间,与常规的锂二次电池相比,其体积大且重,因此单位体积的能量密度和单位重量的能量密度降低。如果将电解质膜减薄以防止这种情况,则正极与负极之间可能发生短路。
8、然而,目前有限的浆料溶剂和粘合剂技术具有其局限性。传统上,丁腈橡胶(nbr)已经用作全固态电池用固体电解质膜的粘合剂,但是当制造至薄厚度时,会遇到水分稳定性、机械性质和制造加工性方面的问题。
9、如上所述,全固态电池用固体电解质膜需要制造成薄膜以实现高能量密度和低电阻,同时还要满足弯曲特性、离子电导率和大面积利用方面的所需性质。
10、因此,需要开发不仅具有优异的离子电导率而且具有柔性的全固态电池用固体电解质膜。
11、[现有技术文献]
12、[专利文献]
13、韩国专利申请公报10-2021-0098246号
技术实现思路
1、技术问题
2、因此,本专利技术人已经进行了各种研究以解决上述问题,并且已证实可以通过调整作为粘合剂的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的苯乙烯含量来改善离子电导率和柔性,并且完成了本专利技术。
3、因此,本专利技术的一个目的是提供具有优异的离子电导率和柔性的全固态电池用固体电解质膜。
4、本专利技术的另一个目的是提供包含该固体电解质膜的全固态电池。
5、技术方案
6、为了实现上述目的,本专利技术提供了一种全固态电池用固体电解质膜,其包含:固体电解质和粘合剂,其中,粘合剂包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物,并且苯乙烯相对于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的总重量的含量为22重量%至34重量%。
7、本专利技术还提供了一种全固态电池,其包含:正极、负极和设置在其间的固体电解质膜,其中,固体电解质膜是上述本专利技术的固体电解质膜。
8、有益效果
9、本专利技术的全固态电池用固体电解质膜包含作为粘合剂的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物,并且通过调整共聚物中所含的苯乙烯含量,可以表现出优异的离子电导率和柔性。
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1.一种全固态电池用固体电解质膜,其包含:
2.如权利要求1所述的全固态电池用固体电解质膜,其中,相对于所述固体电解质膜的总重量,所述固体电解质的含量为95重量%至99.5重量%,并且所述粘合剂的含量为0.5重量%至5重量%。
3.如权利要求1所述的全固态电池用固体电解质膜,其中,所述固体电解质包括选自由硫化物类固体电解质、聚合物类固体电解质和氧化物类固体电解质组成的组中的至少一种。
4.如权利要求1所述的全固态电池用固体电解质膜,其中,所述固体电解质膜是自立式膜。
5.如权利要求1所述的全固态电池用固体电解质膜,其中,所述固体电解质膜的厚度为30μm至200μm。
6.如权利要求1所述的全固态电池用固体电解质膜,其中,所述固体电解质膜的离子电导率为1.2mS/cm至10mS/cm。
7.一种全固态电池,其包含:正极、负极和设置在其间的固体电解质膜,其中,所述固体电解质膜是权利要求1至6中任一项所述的固体电解质膜。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种全固态电池用固体电解质膜,其包含:
2.如权利要求1所述的全固态电池用固体电解质膜,其中,相对于所述固体电解质膜的总重量,所述固体电解质的含量为95重量%至99.5重量%,并且所述粘合剂的含量为0.5重量%至5重量%。
3.如权利要求1所述的全固态电池用固体电解质膜,其中,所述固体电解质包括选自由硫化物类固体电解质、聚合物类固体电解质和氧化物类固体电解质组成的组中的至少一种。
4.如权利要求1所述的全固...
【专利技术属性】
技术研发人员:金倫耕,朴俊,柳员永,崔宝娜,李智恩,金叡恩,金英馥,金东贤,
申请(专利权)人:株式会社LG新能源,
类型:发明
国别省市:
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