[發(fā)明專利]薄膜鋰電池及其制備方法、正極薄膜材料、正極薄膜、正極組件及其制備方法、用電器在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910307957.3 | 申請日： | 2019-04-17 |
| 公開（公告）號： | CN109950528A | 公開（公告）日： | 2019-06-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 夏暉;夏求應(yīng);孫碩;昝峰;徐璟;岳繼禮 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津瑞晟暉能科技有限公司;南京理工大學北方研究院 |
| 主分類號： | H01M4/485 | 分類號： | H01M4/485;H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/04;H01M10/0525;H01M10/058 |
| 代理公司： | 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463 | 代理人： | 覃蛟 |
| 地址： | 300000 天*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 正極薄膜 薄膜鋰電池 制備 鉻氧化物 正極集流體 正極組件 用電器 鋰電池 薄膜 固態(tài)電解質(zhì)薄膜 負極集流體 應(yīng)用范圍廣 負極薄膜 高溫退火 依次設(shè)置 制備材料 | ||
本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種薄膜鋰電池的正極薄膜材料，主要包括鉻氧化物。一種薄膜鋰電池的正極薄膜，采用本發(fā)明提供的薄膜鋰電池的正極薄膜材料制得。一種薄膜鋰電池的正極組件的制備方法，包括：在正極集流體薄膜上設(shè)置正極薄膜，正極薄膜的材料主要包括鉻氧化物。一種薄膜鋰電池，其正極薄膜的制備材料主要包括鉻氧化物。一種薄膜鋰電池的制備方法，包括：依次設(shè)置正極集流體薄膜、正極薄膜、固態(tài)電解質(zhì)薄膜、負極薄膜以及負極集流體。本發(fā)明的正極薄膜材料在制備正極薄膜時不需高溫退火，成本低，操作方便。本發(fā)明的鋰電池，其性能穩(wěn)定、成本低、應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明還提供了一種包括上述薄膜鋰電池的用電器。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及薄膜鋰電池、其制備方法、正極薄膜材料、正極薄膜、正極組件及其制備方法、用電器。
背景技術(shù)
目前，鋰離子電池由于其高工作電壓、高能量密度、長循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)等眾多優(yōu)點，在消費電子、電動工具、醫(yī)療電子、電動汽車、軌道交通、航空航天、大規(guī)模可再生能源接入、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、分布式儲能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。然而，當前商用的鋰離子電池由于使用液態(tài)有機電解液，存在著易燃易爆易揮發(fā)的特點，近年來安全事故頻發(fā)。使用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)有機電解液，并制備全固態(tài)薄膜電池可以從根本上解決鋰離子電池的安全性問題。當前體型的固態(tài)電池由于電極/電解質(zhì)界面問題以及技術(shù)不夠成熟，目前難以實現(xiàn)商業(yè)化使用。而將固態(tài)電池薄膜化，并制備薄膜鋰電池可以實現(xiàn)較完美的電極/電解質(zhì)界面，是目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的固態(tài)電池形式。薄膜鋰電池是在導電襯底上將電池的各個元素按照正極、電解質(zhì)、負極的順序依次制備成薄膜，最后封裝構(gòu)成一個整電池,其工作原理和商用鋰離子電池類似。薄膜鋰電池與使用液態(tài)電解液的商用鋰離子電池相比，具有以下優(yōu)點：(1)材料利用率很大，可實現(xiàn)極限能量密度很大；(2)工作溫度區(qū)間寬，可在-40℃到180℃寬溫度范圍內(nèi)可使用；(3)自放電率低，年自放電率<3％；(4)循環(huán)壽命長，可循環(huán)數(shù)萬次；(5)充放電速率快，可實現(xiàn)快充快放；(6)可以與半導體工藝匹配，可在用電器件內(nèi)部集成。另外，薄膜鋰電池還有封裝效率更高，可減少電源系統(tǒng)中無效空間的體積等特點薄膜鋰電池具備的優(yōu)良特性使其在微型電子器件(如：智能卡、電子標簽、微機電系統(tǒng)、集成電路)、可穿戴電子設(shè)備、軍事、醫(yī)學、航天等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
目前薄膜鋰電池中最常用的正極材料是含鋰的正極材料，如LiCoO2材料。通常情況，這些含鋰的正極材料只有高溫退火后(如LiCoO2需500℃以上的高溫退火)才能得到較高的高結(jié)晶度以保證其優(yōu)良的電化學性能。然而，高溫退火過程一方面容易造成正極活性材料薄膜開裂、脫落，導致薄膜電池形成微短路；另一方面，高溫過程與半導體工藝不匹配，難以使固態(tài)薄膜電池在微電路上的集成；此外，高溫退火過程也使得薄膜鋰電池難以在一些不耐高溫、低成本、高柔性的基底(如聚酰亞胺、鋁箔等)上制備。
因此，尋找適合低溫制備、具有高容量的不含鋰的正極材料來替代含鋰的正極材料，以及發(fā)展低成本、高容量、適用范圍廣的薄膜鋰電池具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種薄膜鋰電池的正極薄膜材料，旨在改善背景技術(shù)中提到的至少一個問題。
本發(fā)明提供了一種薄膜鋰電池的正極薄膜，其不需要經(jīng)高溫退火制備，制備方便，成本低，且該正極薄膜應(yīng)用于全固態(tài)鋰電池后，該全固態(tài)鋰電池性能穩(wěn)定，還可以使得電池在微電路上集成。
本發(fā)明還提供了一種薄膜鋰電池的正極組件及其制備方法，旨在提供一種直接就可以用于生產(chǎn)裝配薄膜鋰電池的正極組件。
本發(fā)明還提供了一種薄膜鋰電池及其制備方法，旨在提供一種性能穩(wěn)定、成本低、應(yīng)用范圍更廣的薄膜鋰電池。
本發(fā)明還提供了一種用電器，該用電器使用過程電流穩(wěn)定，成本低。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
本發(fā)明提供的一種薄膜鋰電池的正極薄膜材料，主要包括鉻氧化物。
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