固态电池、SSE电池、具有固态电解质的锂金属电池、HSSE、隔板、和/或涂覆物、和/或相关方法

相关申请交叉引用

本申请要求2018年4月6日提交的在先共同未决美国临时申请No.62/653,603的优先权和权益，在此通过引用将其全部并入本文。

技术领域

根据本文至少特定的发明实施方式，通过在至少阳极(其包含Li或Na)和固态电解质(SSE)之间设置界面或界面层，解决了典型的较大的SSE电池所面临的困难或问题。在一些其他实施方式中，界面层可以被设置在阳极(其包含Li或Na)和SSE之间；并且，界面或界面层还可以被设置在阴极和SSE之间。在至少选定的实施方式、方面或目标中，界面层可以充当SSE(例如，硫化玻璃SSE)和比SSE软的阳极材料(例如Li金属)之间的缓冲器(shockabsorber)。在其他实施方式中，界面层可以充当SSE和比SSE软的阴极材料之间的缓冲器。在至少特定的实施方式中，界面层可以改善阳极与SSE之间和/或SSE与阴极之间的离子传导。在至少特定的选定实施方式中，界面层可以防止或阻止阳极与SSE之间界面处的锂沉积和枝晶生长。阳极和SSE之间界面处的界面缺陷可能会导致锂沉积和枝晶生长。枝晶可能会继续生长而穿过SSE中的裂纹，从而导致短路，而这是一个安全问题。本发明的阳极和SSE之间的界面层可以防止或阻止这种情况。在至少一些实施方式中，界面层可以是填充有液体电解质的多孔聚合物层，并且可以改善阳极与SSE之间和/或SSE与阴极之间的离子传导。在特定的实施方式中，阳极界面或界面层可以是填充有液体电解质的多孔聚合物层。在一些实施方式中，阴极界面或界面层可以是填充有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔聚合物层。在其他实施方式中，阳极界面或界面层可以是多孔锂卤化物层。在一些实施方式中，阳极界面或界面层可以是多孔锂卤化物或锂碘化物层，而阴极界面或界面层可以是填充有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔聚合物层。又在其他实施方式中，阳极界面或界面层可以是多孔锂卤化物或锂碘化物层，其具有可选的填充有液体、凝胶或聚合物电解质的微孔聚合物层，而阴极界面或界面层可以是填充有液体、凝胶或聚合物电解质的微孔聚合物层。在一些可能优选的实施方式中，一个或多个界面层可以充当缓冲器(可以适应一个或两个电极的体积变化)和/或可以改善阳极与SSE之间和/或SSE与阴极之间的离子传导。

背景技术

移动电源(例如，电池)对多种不同设备(例如，手持式电子设备、便携式计算机、其他电子设备/器材、混合动力车辆和电动车辆)的发展是举足轻重的。

锂(Li)电池，特别是锂二次电池，是非常重要的电池，因为它重量轻且具有高能量容量。这种Li电池通常包括：作为阳极的插层Li石墨；作为阴极的锂钴氧化物(例如，Li

在Li电池30年左右的商业开发中(先是一次Li电池，然后是二次Li电池)，虽然Li电池的容量一直在稳定增加，但令人惊讶地，除了与未涂覆的聚合物膜隔板相对比的陶瓷涂覆的隔板(见美国专利US6,432,586，其通过引用全部并入本文)外，最好的阳极、阴极、电解质以及隔板材料仍然基本相同。容量的提高主要是通过减少Li电池中的惰性材料从而使活性材料可以增加而实现的。由赛尔格有限责任公司(Celgard，LLC)的张正明[Zhengming(John)Zhang，即本申请的发明人]所引入的陶瓷涂覆的隔板使隔板厚度得以降低且能量密度得以增加。

Li固态电解质(SSE)电池存在一些已知的问题。例如，大多数的弹性SSE可以与Li金属阳极反应，从而在阳极和SSE的界面处形成电阻非常高的层。

图8中示出了固态离子导体、阴极活性颗粒、SSE和电极之间的界面。

对于晶体或玻璃态的SSE来说，即使阴极-SSE界面也可能成为问题。在有晶体或晶状SSE时，甚至会出现更多的问题，特别是如果阳极或阴极是由比晶状SSE更软的材料制成时。晶状或玻璃态的SSE可能会损坏阳极或阴极材料，当阳极是由软的且有反应活性的锂(Li)金属制成时，这尤其成问题。

另一个问题是Li可能在SSE和锂金属的界面处沉积，这可能在电池中导致枝晶和软短路或硬短路。这一点在图9中用示例性的SSE予以说明。

已制成了一些基本够用的小型纽扣电池型锂金属固态电池，但尚无较大的高密度电驱动车辆(EDV)SSE型电池。基于这样的小型纽扣电池的表现，有人已预言会成功，但是，成功的较高密度的较大的EDV SSE电池并未真正制成。较小的电池(例如纽扣电池)比较大的电池表现更好，因为它们可以容易得多地处理在循环过程中电极体积的变化。而且，在较小的电池中可以加入更多的导体或电解质。

发明概述

本文所描述的至少选定的实施方式或发明可以处理或解决与当前具有固态电解质的Li-金属、Na-金属、Li-离子或Na-离子一次或二次电池(Li或Na SSE电池)相关的一个或多个问题。固态电解质(SSE)被本领域技术人员理解为固态或玻璃态材料，其移动或传导Li或Na离子(没有液体电解质)。根据本文至少特定的发明实施方式，通过在至少阳极(其包含Li或Na)和固态电解质(SSE)之间设置界面或界面层，解决了典型的较大的SSE电池所面临的困难或问题。在一些其他实施方式中，界面层可以被设置在阳极(其包含Li或Na)和SSE之间；并且，界面或界面层还可以被设置在阴极和SSE之间。

在至少选定的实施方式、方面或目标中，界面层可以充当SSE(例如，硫化玻璃SSE)和比SSE软的阳极材料(例如Li金属)之间的缓冲器。在其他实施方式中，界面层可以充当SSE和比SSE软的阴极材料之间的缓冲器。在至少特定的实施方式中，界面层可以改善阳极与SSE之间和/或SSE与阴极之间的离子传导。在至少特定的选定实施方式中，界面层可以防止或阻止阳极与SSE之间界面处的锂沉积和枝晶生长。阳极和SSE之间界面处的界面缺陷可能会导致锂沉积和枝晶生长。枝晶可能会继续生长而穿过SSE中的裂纹，从而导致短路，而这是一个安全问题。本发明的阳极和SSE之间的界面层可以防止或阻止这种情况。在至少一些实施方式中，界面层可以是填充有液体电解质的多孔聚合物层，并且可以改善阳极与SSE之间和/或SSE与阴极之间的离子传导。在特定的实施方式中，阳极界面或界面层可以是填充有液体电解质的多孔聚合物层。在一些实施方式中，阴极界面或界面层可以是填充有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔聚合物层。在其他实施方式中，阳极界面或界面层可以是多孔锂卤化物层。在一些实施方式中，阳极界面或界面层可以是多孔锂卤化物或锂碘化物层，而阴极界面或界面层可以是填充有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔聚合物层。又在其他实施方式中，阳极界面或界面层可以是多孔锂卤化物或锂碘化物层，其具有可选的填充有液体、凝胶或聚合物电解质的微孔聚合物层，而阴极界面或界面层可以是填充有液体、凝胶或聚合物电解质的微孔聚合物层。在一些可能优选实施方式中，一个或多个界面层可以充当缓冲器(可适应一个或两个电极的体积变化)和/或可以改善阳极与SSE之间和/或SSE与阴极之间的离子传导。

在至少一个可能优选的方面或实施方式中，公开了改进的固态电解质(SSE)电池。SSE电池可以按以下顺序包括：包含锂金属或钠金属的阳极、混合固态电解质(HSSE)和阴极。HSSE可以按以下顺序包括：阳极界面层、SSE层和可选的阴极界面层。

在一些实施方式中，包含锂金属的阳极由下列中的至少一种组成：锂金属、LiC

改进的固态电解质电池(Na或Li SSE电池)的阴极可以由锂硫化物、锂钴基合金、锂铁基合金、Li硫、硫、空气或O

在一些可能优选的实施方式中，阳极界面层具有以下性能中的至少一种：其比SSE软；其传导离子，特别是钠离子或锂离子；其是电绝缘的。在一些实施方式中，阳极界面层具有所有前述性能。在一些实施方式中，阳极与SSE界面层的例子包括由下列组成的层：锂或钠的卤化物(例如，锂的碘化物)；具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜；具有液体、凝胶或聚合物电解质(比如PEO、PI、PAI、PVDF或PVDF：HFP)的聚合物层；具有液体、凝胶或聚合物电解质(具有可选的聚合物粘合剂，比如PEO、PVDF或PVDF：HFP)的陶瓷层。阳极界面层可以设置在下列中的至少一个上：阳极表面、SSE表面或SSE表面和阳极表面两者。

在本文至少特定的实施方式所描述的改进的SSE电池中，可能优选的SSE是下列中的至少一种：无机玻璃态或陶瓷SSE、聚合SSE、包括聚合物和无机玻璃态或陶瓷材料的组合SSE。

在存在阴极与SSE界面层的实施方式中，阴极界面层可被设置在下列中的至少一个上：阴极表面、SSE表面或阴极表面和SSE表面两者。

在另一方面或实施方式中，提供或描述了包括本文所述的改进的SSE电池的车辆、存储系统或装置。

在另外又一方面或实施方式中，本文公开了混合固态电解质(HSSE)。HSSE可以用在本文所述的改进的SSE电池中。HSSE可以按以下顺序包括：阳极界面层、固态电解质(SSE)和可选设置的阴极界面层。在一些实施方式中，存在可选的阴极界面层，而在其他实施方式中不存在。

在一些实施方式中，将阳极界面层直接设置在SSE表面上。同样，在使用了可选的阴极界面层的一些实施方式中，可以将阴极界面层直接设置在SSE的表面上，该表面与在其上设置(或直接设置)了阳极界面的表面相反。

本文所描述的HSSE的SSE可以是下列中的至少一种：无机玻璃态或陶瓷SSE、聚合SSE、包括聚合物和无机玻璃态或陶瓷材料的组合SSE。

HSSE的阳极界面层可以是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂卤化物薄膜)；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜；具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜；具有液体、凝胶或聚合物电解质的陶瓷层。

在另一方面，提供或描述了包含上文描述的HSSE的新的或改进的固态电池(HSSE电池)。

又在另一方面，提供或描述了车辆、存储系统或装置，其包含固态电池，该固态电池包含上文描述的HSSE。

在另一方面，本文描述了制备混合固态电解质(HSSE)的方法。该方法至少包括在固态电解质的至少一个面上形成阳极界面层的步骤。有时，可以将阳极界面层直接设置在SSE的表面上，有时则不然。在一些实施方式中，该方法还包括形成阴极界面层的额外步骤，该阴极界面层形成在SSE的一个面上，该面与其上形成或将要形成阳极层的一面相反。有时，将阴极界面层直接形成在SSE上，有时则不然。如果各阳极和阴极界面层以及SSE是切片形式，则可以在HSSE的生产中或单电池或电池的生产中将它们堆叠在一起。如果各阳极和阴极界面层以及SSE是卷状，则可以在HSSE的生产中或单电池或电池的生产中将它们层合在一起。

该方法中的阳极界面层可以是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂碘化物薄膜)；具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜；具有液体、凝胶或聚合物电解质的陶瓷层。

该方法中的SSE可以是下列中的至少一种：无机、玻璃态或陶瓷SSE；聚合SSE；包括聚合物和无机、玻璃态或陶瓷材料的组合SSE。

在一些优选的实施方式中，SSE是无机、玻璃态或陶瓷SSE，并且阳极界面层是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂碘化物薄膜)；具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的薄多孔或微孔聚合物薄膜或膜(为了良好的或改善的离子传导、良好的或改善的弹性以及良好的或改进的防枝晶能力，优选具有液体电解质的

在另一方面，本文描述了制造改进的固态电池的方法。该方法至少包括在下列中的至少一个上形成阳极界面层的步骤：固态电解质(SSE)的一面；阳极的一面，其在固态电池中将面向SSE；SSE的一面和阳极的一面两者，其中，两者在固态电池中彼此面对。在一些实施方式中，可以将阳极界面层直接形成在阳极上或直接形成在SSE上。

在另一方面，本文描述了制造改进的固态电池的方法。该方法至少包括在下列中的至少一个上形成阴极界面层的步骤：固态电解质(SSE)的一面；阴极的一面，其在固态电池中将面向SSE；SSE的一面和阴极的一面两者，其中，两者在固态电池中彼此面对。在一些实施方式中，可以将阴极界面层直接形成在阴极上或直接形成在SSE上。

在另一方面，本文描述了制造改进的固态电池的方法。该方法包括形成阳极界面层的步骤，并且形成阴极界面层的额外步骤也被包括在该制造改进的固态电池的方法中。在这样的实施方式中，在下列中的至少一个上形成阴极界面层：SSE的一面，该面与其上形成或将要形成阳极界面层的SSE的一面相反；阴极的一面，其在固态电池中将面向SSE；SSE的一面(该面与其上形成或将要形成阳极界面层的SSE的一面相反)和阴极的一面(其在固态电池中将面向SSE)。在一些实施方式中，可以将阴极界面层直接形成在SSE上或直接形成在阴极上。

此方法中所用的阳极界面层可以是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂碘化物)；具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜(为了良好的或改善的离子传导、良好的或改善的弹性以及良好的或改进的防枝晶能力，优选具有液体电解质的

在一些实施方式中，此方法中所用的SSE可以是下列中的至少一种：无机、玻璃态或陶瓷SSE；聚合SSE；包括聚合物和无机、玻璃态或陶瓷材料的组合SSE。

在一些优选的实施方式中，SSE是无机、玻璃态或陶瓷SSE，并且阳极界面层是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂碘化物)；具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜(为了良好的或改善的离子传导、良好的或改善的弹性以及良好的或改进的防枝晶能力，优选具有液体电解质的

在一些其他的优选实施方式中，SSE是无机、玻璃态或陶瓷SSE，并且阴极界面层是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂碘化物)；具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜或层；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜(为了良好的或改善的离子传导、良好的或改善的弹性以及良好的或改进的防枝晶能力，优选具有液体电解质的

又在其他优选的实施方式中，SSE是无机、玻璃态或陶瓷SSE，并且阳极和阴极界面层是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂碘化物)；具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜或层；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜(为了良好的或改善的离子传导、良好的或改善的弹性以及良好的或改进的防枝晶能力，优选具有液体电解质的

在可能更优选的实施方式中，SSE是无机、玻璃态或陶瓷SSE，并且一个或多个阳极界面层中的每一个是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂碘化物)；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜(为了良好的或改善的离子传导、良好的或改善的弹性以及良好的或改进的防枝晶能力，优选具有液体电解质的

在可能更优选的实施方式中，SSE是无机、玻璃态或陶瓷SSE，并且阳极界面层和可选的阴极界面层中的每一个是下列中的至少一种：锂卤化物或钠卤化物薄膜(例如，锂碘化物)；其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜(为了良好的或改善的离子传导、良好的或改善的弹性以及良好的或改进的防枝晶能力，优选具有液体电解质的

在可能优选的实施方式中，SSE是无机、玻璃态或陶瓷SSE，并且阳极界面层和/或阴极界面层中的每一个是下列中的至少一种：其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔或微孔聚合物薄膜或膜(为了良好的或改善的离子传导、良好的或改善的弹性以及良好的或改进的防枝晶能力，优选具有液体电解质的

因此，提出以下新的或改进的电池：因此，提出以下新的或改进的Li金属电池：一种电池，包括：锂金属阳极；阴极；和在阳极和阴极之间的混合固态电解质(HSSE)，其包括：阴极界面层，固态电解质(SSE)层，以及阳极界面层。

下文将更详细地说明这些组件。

因此，提出以下新的或改进的Li金属固态电池：一种电池，包括：锂金属阳极；阴极；和在阳极和阴极之间的混合固态电解质(HSSE)，其包括：阴极界面层，固态电解质(SSE)层，以及阳极界面层。

下文将更详细地说明这些组件。

因此，提出以下新的或改进的固态电池：一种电池，包括：阳极，比如锂金属阳极或钠金属阳极，优选锂金属阳极；阴极，比如锂硫阴极、钠硫阴极或锂钴阴极；和在阳极和阴极之间的混合固态电解质(HSSE)，其包括：可选的阴极界面层，固态电解质(SSE)层，以及可选的阳极界面层。

下文将更详细地说明这些组件。

因此，提出以下新的或改进的固态电池：一种电池，包括：阳极，优选锂金属阳极；阴极，比如锂硫阴极、钠硫阴极或锂钴阴极；和在阳极和阴极之间的混合固态电解质(HSSE)，其包括：可选的阴极界面层，固态电解质(SSE)层，以及阳极界面层。

下文将更详细地说明这些组件。

因此，提出以下新的或改进的固态电池：一种电池，包括：阳极，优选锂金属阳极；阴极，比如锂硫阴极、钠硫阴极或锂钴阴极；和在阳极和阴极之间的混合固态电解质(HSSE)，其包括：阴极界面层，固态电解质(SSE)层，及可选的阳极界面层。

下文将更详细地说明这些组件。

使用Li金属作为锂或固态Li电池中的阳极是一种优选的替代方案。使用Li金属并不是新的，但是因为关于其使用的历史问题和担忧，Li金属并未被使用。

在电池中使用锂硫阴极是一种优选的替代方案。从阴极排除钴是一个受欢迎的改进，因为需求的缘故，目前钴的价格正在增加，同时也因为硫提供更高的能量。

因此，提出以下新的电池选项：一种电池，包括：

阳极，优选锂金属阳极；

阴极，优选锂钴阴极或锂硫阴极；和，

在阳极和阴极之间的混合固态电解质(HSSE)，其包括：可选的一个或多个阴极界面层，固态电解质(SSE)层，以及可选的一个或多个阳极界面层。

发明详述

通过参照下面详细的描述、实施例和附图，可以更容易地理解本文所描述的实施方式。然而，本文所描述的组件、设备和方法并不限于这些详细的描述、实施例和附图中所呈现的具体的实施方式。应当认识到，这些实施方式仅是本发明原理的说明。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对于本领域的技术人员而言，多种修改和变体将是显而易见的。

另外，本文公开的所有范围应被理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如，应将阐明的范围“1.0至10.0”视为包括任何和所有子范围，这些子范围从最小值1.0或更大开始，且在最大值10.0或更小值结束，例如1.0至5.3、或4.7至10.0、或3.6至7.9。

除非另有明确说明，否则本文公开的所有范围也应被认为包括该范围的端点。例如，通常应认为范围“在5和10之间”、“5至10”、或“5-10”包括端点5和10。

此外，当短语“直至”与数量或数值连接使用时，应理解，该数量至少是可检测的数量或数值。例如，一种物质“以‘直至’一具体数值的量存在”可以是以可检测的量并且直至并包括该具体数值的量存在。

本文所公开的是改进的包含混合固态电解质(HSSE)的固态电解质(SSE)电池(比如锂SSE电池或钠SSE电池)，该HSSE本身，车辆、存储系统和装置，其包含改进的固态电解质电池和HSSE，包含该HSSE的电池，制造该HSSE的方法以及制造包含该HSSE的改进的固态电解质电池的方法。

本公开的一些目的是：解决固态电池和/或SSE过去存在的问题；保护SSE、阳极和/或阴极；提供实用的、长循环寿命和/或稳定的充电电池，比如锂金属电池、锂金属固态电池、SSE电池或HSSE电池；和/或提供新的或改进的阳极、SSE、阳极+SSE、修饰阳极、阳极+锂碘化物层、SSE+锂碘化物层、HSSE和/或之类的和/或它们的组合，并且可能有益的是，在SSE和适当的一个或多个电极之间包含可传导离子的阴极界面层和/或可传导离子的阳极界面层，以保护SSE、阳极和/或阴极，提高离子传导率，防止或抑制枝晶生长，提高电池安全性以及它们的组合。在一般情况下，界面层可以是下列中的至少一种：无(即，SSE直接与一个或两个电极接触)；和/或有或没有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物表层(例如涂层)或薄膜(比如聚烯烃(PO)膜或层)；和/或具有或不具有底膜的陶瓷层。涂层或薄膜(包括底膜)可以是聚合物基材料。这样的聚合物包括，例如聚烯烃(例如，PE、PP)、聚酰胺(例如，尼龙)或聚酯(例如，PET)。聚合物表层和薄膜(包括底膜)可以是无孔的、多孔的或微孔的。可以将电解质浸渍在整个聚合物表层或薄膜(包括底膜)中。在一种实施方式中，陶瓷可以包括氧化铝(Al

另外，可以将锂卤化物涂覆在电极、SSE、HSSE和/或它们的组合的一个或两个表面上。在一种实施方式中，锂卤化物优选为锂碘化物(LiI)。

固态电解质(SSE)电池

对本文所描述的固态电解质电池没有太多限制，其可以按以下顺序包括下列、由或基本上由下列组成：阳极、如本文所述的混合固态电解质(HSSE)以及阴极。在一些实施方式中，本文所描述的固态电解质电池可以按以下顺序包括下列、由或基本上由下列组成：集流器(current collector)、阳极、HSSE(可选地优选在一个或多个界面层中有液体、凝胶或聚合物电解质)、阴极以及集流器。此外，固态电解质电池可以包括前述组件和其他组件、由或基本上由前述组件和其他组件组成。固态电解质电池可以是圆柱形电池或单电池、纽扣电池或单电池、扣式电池或单电池、棱柱形电池或单电池、堆叠式电池或单电池、袋式电池或单电池。在一些优选的实施方式中，固态电解质电池可以是大型或大的电池，即，不是纽扣电池或单电池或扣式电池或单电池。已经创造出了一些有效的小型格式化锂金属电池，但还是难以形成安全且稳定的大型格式化电池(例如EDV、ESS或类似电池)。

图1示出根据本文所描述的一些实施方式的电池。

图1是具有HSSE的改进的SSE电池(IL/SSE/IL)的横截面示意图。

图2示出根据本文所描述的一些其他实施方式的电池。

图2是另一种具有HSSE的改进的SSE电池(IL/SSE)的横截面示意图。

图3示出根据本文所描述的一些其他实施方式的电池。

图3是另一种具有HSSE的改进的SSE电池(SSE/IL)的横截面示意图。

图4示出根据本文所描述的一些其他实施方式的电池。

图4是具有SSE(其具有相对于阳极的薄锂卤化物层)的改进的SSE电池的横截面示意图。

图5示出根据本文所描述的一些其他实施方式的电池。

图5是具有HSSE的改进的SSE电池(IL/SSE/IL)的横截面示意图，其中IL是其中具有液体、凝胶或聚合物电解质的微孔聚合物薄膜或膜。

阳极

对本文所描述的阳极没有太多限制，其可以由已知的或以后将被认为是可接受的阳极材料的任何材料制成。

在本文所述的一些优选实施方式中，阳极可以由含锂金属或含钠金属的材料制成。阳极可以包括含锂金属或含钠金属的材料、由或基本上由含锂金属或含钠金属的材料组成。含锂金属的材料可以是锂金属本身或任何含有锂的合金。锂金属是指Li金属，而不是插层化合物阳极。含有锂的合金的实例包括但不限于LiC

在一些其他优选的实施方式中，阳极由软材料制成，或者包括软材料、由或基本上由软材料组成。术语“软材料”在这里被理解为是指与锂金属或钠金属一样软或比其更软的材料。软材料是这样一种材料，当其被放置成与典型的固态电解质电池(其不包含本文所描述的一种或多种阳极界面层)中的软阳极直接接触时，其可能被固态电解质(特别是无机的、玻璃态或陶瓷SSE)损坏。在典型的SSE电池中，与SSE的相互作用会损坏锂金属和其他与锂一样软或比锂更软的材料。这种损坏可能包括被SSE脱除阳极碎片，而由于锂的反应性，这可能会很危险。较小的锂金属碎片意味着增加其上可能会发生反应的表面积。其他软的碱金属也像锂一样具有反应性。

下面公开其他可能的阳极合金：

Li/墨烯vs Li/Cu？大量的成核位置＝低电流密度

Li/Si或Li/Sn+石墨烯？

Li+纳米过渡金属，例如Co+碳

阴极

对本文所描述的阴极也没有太多限制。其可以由已知的或以后将被认为是可接受的阴极材料的任何材料制成。在一些实施方式中，阴极可包括下列、由或基本上由下列组成：锂硫化物、锂钴基合金、铁锂基合金、Li硫、Na硫、硫、空气、O

阴极可以是任何阴极材料。在一种实施方式中，阴极材料可以是锂钴基阴极活性材料(比如NCA、CSG、LMO、LFP、LCO、NMC)。在一种优选的实施方式中，阴极材料可以是锂硫或硫化物体系(包括或不包括钴)。在另一种实施方式中，锂硫化物体系可包括Li

下面公开一些锂和钠阳极及阴极系统：

混合固态电解质

对本文所描述的混合固态电解质(HSSE)没有太多限制。在一些优选的实施方式中，HSSE可以依次包括下列、由或基本上由下列组成：阳极界面层和固态电解质(SSE)层。在其他实施方式中，HSSE可以依次包括下列、由或基本上由下列组成：固态电解质(SSE)层和阴极界面层。在其他实施方式中，HSSE可以依次包括下列、由或基本上由下列组成：阳极界面层、SSE层和阴极界面层。在电池中，阳极界面层位于阳极与SSE之间，而阴极界面层位于阴极与SSE之间。

可以由混合固态电解质(HSSE)发挥的一些功能包括阳极和阴极之间的混合或复合隔板功能。例如，在为电极提供物理分隔的同时，HSSE允许离子(例如，锂离子)传导和迁移。在一些实施方式中，HSSE还可以通过阻止、消除、防止和/或减少枝晶生长来防止电短路。枝晶生长通常发生在电池循环期间。在一些实施方式中，HSSE结构还可以保护阳极、阴极或两者免受SSE(特别是比阳极或阴极更硬的SSE)的损害。在一些实施方式中，HSSE应具有与阳极(尤其是平滑的锂金属阳极)至少相邻、邻接或接触的光滑的和/或有韧性(或弹性)的面，以便当电极在电池循环过程中膨胀和收缩(由于Li运动引起的体积变化)时可以与电极保持良好的表面接触(促进离子传导)。HSSE在电池环境中应处于稳定状态(例如化学稳定)。HSSE应当不与电极反应。

图6示出根据本文的一些实施方式的HSSE。

图6是HSSE(IL/SSE/IL)的横截面示意图。

对固态电解质(SSE)没有太多限制，其可以由对形成固态电解质来说已知的或以后将被认为是可接受的任何材料制成。特别地，固态电解质可以由对锂金属、锂离子、钠金属或钠离子一次或二次电池来说已知的或以后将被认为是可接受的固态电解质材料制成。

在一些优选的实施方式中，固态电解质可以是聚合SSE。例如，聚合SSE可以是在阿格拉瓦尔(Agrawal)等人的文章《固态聚合物电解质材料设计及全固态电池应用：综述》(物理D.应用物理期刊(Journal of Physics D.Applied Physics)，2008年10月)中描述的任何一种，该文章通过全文引用并入本文。如Agrawal等人的文章所述，聚合SSE可以是常规聚合物-盐复合体或干固态聚合电解质(SPE)、塑化聚合物-盐复合体、聚合物凝胶电解质、橡胶聚合物电解质或复合聚合物电解质，其包含分散在常规SPE主体中的微米或纳米无机(陶瓷)/有机填料颗粒。固体聚合物电解质亦被公开于孙(Sun)等人的《全固态可充电锂电池的最新进展》(Recent Advances in All-Solid-State Rechargable Lithium Batteries，纳米能量(Nano Energy)，33(2017)363-386)中，该文章通过全文引用并入本文。

已知聚合物电解质有在室温下具有离子传导低的问题，这是生产将在这些温度下使用的可销售电池所不可避免的。不过，当涉及到柔韧性和安全性时，聚合物电解质通常是优选的。

根据本文所描述的一些实施方式，界面层可以帮助改善聚合物固态电解质或SPE的离子传导。在一些其他实施方式中，本文所描述的界面层(特别是阳极界面层)可以改善聚合物固态电解质阻止、消除、预防和/或减少枝晶生长的能力。

在一些其他优选的实施方式中，固态电解质是无机的、玻璃态或陶瓷固态电解质。在Sun等人的文章《全固态可充电锂电池的最新进展》(纳米能量，33(2017)363-386)中，描述了无机的、玻璃态或陶瓷固态电解质的一些实例，该文章通过全文引用并入本文。无机的、玻璃态或陶瓷固态电解质材料的一些实例包括Li

通常，无机的、玻璃态或陶瓷固态电解质比聚合物固态电解质提供更好的离子传导性，并且可以更好地阻断枝晶的通道。但是，这些玻璃态或晶状SSE也比聚合物固态电解质具有更高的刚性或更低的柔韧性。当与较软的阳极或阴极材料一起使用时，无机的、玻璃态或陶瓷固态电解质的已知问题是，无机的、玻璃态或陶瓷SSE会损坏阳极或阴极材料，从而引起安全问题。在一些其他实施方式中，本文所描述的界面层可以改善与无机的、玻璃态或陶瓷SSE一起使用软阳极或阴极材料(例如，锂金属)而形成的电池的安全性。

在一些其他优选实施方式中，SSE是组合SSE，其包括聚合物材料和无机、玻璃态或陶瓷材料。示例性的材料被公开在Sun等人的文章《全固态可充电锂电池的最新进展》(纳米能量，33(2017)363-386)和Agrawal等人的文章《固态聚合物电解质材料设计及全固态电池应用：综述》[物理D.应用物理期刊(Journal of Physics D.Applied Physics)，2008年10月]中。在一些其他实施方式中，本文所描述的本发明的界面层(特别是阳极界面层)可以改善聚合物固态电解质阻止、消除、预防和/或减少枝晶生长的能力。

组合SSE通常具有比聚合物SSE更好的传导性，但仍低于一些无机的、玻璃态或陶瓷SSE的传导性。不过，组合SSE通常比无机的、玻璃态或陶瓷SSE的刚性低。在一些实施方式中，本文所描述的界面层可以改善与组合SSE一起使用软阳极或阴极材料(例如，锂金属)而形成的电池的安全性。在其他一些实施方式中，界面层可以改善组合SSE的传导性，特别是在SSE和阳极的界面处或是在SSE和阴极的界面处。在一些其他实施方式中，本文所描述的界面层(特别是阳极界面层)可以提高聚合物固态电解质阻止、消除、预防和/或减少枝晶生长的能力。

在一些实施方式中，诸如硫化物玻璃(过冷液体)之类的高弹性SSE被优选作为SSE。在其他优选的实施方式中，优选的SSE是各向同性SSE(具有3维导电性)。在其他实施方式中，优选的SSE是各向同性的、坚固的和弹性的SSE。

下表中列出了可用于本文的一些其他可接受的SSE，其来自Kerman等人,JES 167(7)A1731-A174A(2017)，该文被全文并入本文。

在其他实施方式中，SSE可以是任何材料，但是，在一些实施方式中，优选不是聚合物或凝胶电解质(如本领域的技术人员所理解的那样，参见，例如，维基百科-电解质/固态电解质，《电池手册》(第二版，林登(Linden)编辑，McGraw-Hill，Inc.1995，p36.20及以下)，《电池材料手册》(柏森哈德(Besenhard)编辑，Wiley-VCH，1999，p557及以下)，《电池隔板》(Arora/Zhang，Chem.Rev，104，p4441-4442)，《液体电解质锂离子电池隔板综述》(Zhang，S，J.Power Sources，164(2007)，p361)。SSE可以是干电解质(或干聚合物电解质)和/或固态陶瓷电解质和/或有机离子塑料晶体。这样的干电解质通常具有高介电常数。干电解质可包括，例如：聚乙烯氧化物(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚膦腈和硅氧烷。在一种优选的实施方式中，干电解质可以是PEO。固体陶瓷电解质(或玻璃态-陶瓷电解质)允许离子通过晶格内的空位、间隙或空隙迁移穿过陶瓷相。有机离子塑料晶体可以是一类表现出液晶态(即，在液体和固体之间的物质中间态)的有机盐，其中，自由离子的取向或旋转是无序的，而它们的中心却位于晶体结构的有序位置。由于在低于熔点下的一个或多个固-固相变过程，这些晶体具有各种形式的无序性，并因此具有可塑性和良好的机械柔韧性以及改善的电极-电解质界面接触。特别是质子有机离子塑料晶体(POIPC)，其是通过将质子从布朗斯台德

对本文所述的阳极界面层没有太多限制。在一些实施方式中，阳极界面层可以解决上述传统SSE所具有的一些问题，包括聚合SSE的低离子传导率和无机、玻璃态或陶瓷SSE的硬度，它会损坏诸如锂金属或钠金属这样的软的阳极材料。

在一些实施方式中，阳极界面层具有下列特性中的至少一些：低电阻、可用作缓冲器、可传导离子、电绝缘、比SSE更软等。

在一些实施方式中，阳极界面层可以是选自下列中的至少一种：锂或钠的卤化物薄膜；具有液体、凝胶或聚合物电解质的多孔聚合物薄膜或膜；具有液体、凝胶或聚合物电解质的陶瓷层；没有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜；以及它们的组合。在一些实施方式中，界面层可以包括两层或更多层，例如，没有电解质的聚合物薄膜(或底膜)和具有液体、凝胶或聚合物电解质的陶瓷层。

在一些实施方式中，在下列中的至少一个上形成阳极界面层：阳极表面、SSE表面或阳极表面和SSE表面两者。在一些实施方式中，可以直接在阳极或SSE的表面上形成阳极界面层；并且在其他实施方式中，可以在阳极或SSE表面与阳极界面层之间形成一个或多个中间层。不管如何形成界面层，在最终得到的电池中，阳极界面层在阳极和SSE之间。

在一些实施方式中，阳极界面层可以是一种薄膜或包括至少一种薄膜，该薄膜包含锂或钠的卤化物、由或基本上由锂或钠的卤化物组成。例如，在一些优选的实施方式中，阳极界面层可以是一个薄膜或包括至少一个薄膜，该薄膜包含锂的卤化物(比如锂的碘化物)、由或基本上由锂的卤化物(比如锂的碘化物)组成。锂的卤化物是优选的材料，因为它既是可传导离子的又是电绝缘的。因此，阳极界面层可以是一个薄膜或包括至少一个薄膜，该薄膜包含下述材料、由或基本上由下述材料组成：任何既是可传导离子的(例如，对于锂离子来说)又是电绝缘的材料，而不管该材料是钠的卤化物还是锂的卤化物。

在一些优选的实施方式中，在本文所述的HSSE中，将包含锂的卤化物或钠的卤化物的阳极界面层与无机的、玻璃态或陶瓷SSE配对。含锂的卤化物或钠的卤化物的阳极界面层可以充当缓冲器，防止无机的、玻璃态或陶瓷SSE损坏软的阳极材料(例如，锂)。

在一些实施方式中，阳极界面层是聚合物薄膜或者包括聚合物薄膜。在一些实施方式中，聚合物薄膜是无孔的、多孔的、微孔的、大孔的或纳米孔的。在聚合物薄膜是无孔的实施方式中，薄膜优选是可传导离子的。例如，聚合物薄膜可由下列制成、包含下列、由或基本上由下列组成：PVDF聚合物或PVDF:HFP共聚物。在其他优选的实施方式中，聚合物薄膜是微孔的，并且由聚合物制成，比如聚烯烃(例如，PE、PP)、聚酰胺(例如，尼龙)或聚酯(例如，PET)以及它们的组合。在一些优选的实施方式中，聚合物薄膜是由北卡来罗那州夏洛特的卡尔格德有限责任公司(Celgard,LLC of Charlotte,NC)制造的

在一些更优选的实施方式中，在本文所述的HSSE中，将包含如本文所述的聚合物薄膜的阳极界面层与无机的、玻璃态或陶瓷SSE配对。含聚合物薄膜的阳极界面层也可以充当缓冲器，防止无机的、玻璃态或陶瓷SSE损坏软的阳极材料(例如，锂)；充当电解质贮存器，以及改善传导性，通过保护软的阳极改善安全性或它们的组合。含聚合物薄膜的界面层还可以减少、防止或阻止枝晶。

在其他实施例中，阳极界面层是下列或包括下列：具有液体、凝胶或聚合物电解质的如本文所描述的聚合物薄膜。可以将电解质涂覆到聚合物薄膜上或浸入或浸渍到聚合物薄膜中。在聚合物薄膜是多孔的实施方式中，可以使电解质填充、涂覆或同时填充和涂覆孔。

在一些实施方式中，当SSE具有较低的离子传导时，使用具有液体、凝胶或聚合物电解质的聚合物薄膜是优选的，因为电解质将改善离子传导。

在一些其他优选的实施方式中，阳极界面层包括或者是陶瓷层。陶瓷层可以包括分散在粘合剂中的微米或纳米尺寸的颗粒、由或基本上由分散在粘合剂中的微米或纳米尺寸的颗粒组成。颗粒可以是耐热颗粒，而粘合剂可以是聚合物粘合剂。

在一些实施方式中，可以单独使用陶瓷层作为阳极界面层；而在其他实施方式中，可以将陶瓷层与固体、凝胶或聚合物电解质一起涂覆、浸泡或浸渍。在其他实施方式中，可以将陶瓷层涂覆在如本文所描述的聚合物薄膜上；而在其他实施方式中，可以用电解质浸泡、浸渍或涂覆已被陶瓷涂覆的聚合物薄膜，并且可以将这种被电解质填充的复合体用作阳极界面层。

在一些实施方式中，使用具有或不具有聚合物薄膜以及具有或不具有电解质的陶瓷层作为界面层也可以减少、防止或阻止枝晶。在一些实施方式中，添加电解质改善离子传导。对具有较低离子传导的SSE(比如聚合SSE)，优选使用具有电解质的陶瓷层。

下面进一步详细讨论陶瓷层的粘合剂和颗粒。

聚合物粘合剂包括下列中的至少一种、由或基本上由下列中的至少一种组成：聚合物、低聚物或弹性材料，并且同样对其没有太多限制。可以使用与本公开不矛盾的任何聚合物、低聚物或弹性材料。粘合剂可以是可传导离子的、半传导离子的或不传导离子的。可以使用任何建议在锂聚合物电池或固态电解质电池中使用的凝胶状聚合物。例如，聚合物粘合剂可以包含下列中的至少一种、两种或三种等：聚内酰胺聚合物、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、羧甲基纤维素(CMC)、异丁烯聚合物、丙烯酸树脂、胶乳、芳纶或这些材料的任意组合。

在一些优选的实施方式中，聚合物粘合剂包括聚内酰胺聚合物、由或基本上由聚内酰胺聚合物组成，聚内酰胺聚合物是衍生自内酰胺的均聚物、共聚物、嵌段聚合物或嵌段共聚物。

在一些实施方式中，聚合物材料包括根据式(1)均聚物、共聚物、嵌段聚合物或嵌段共聚物。

其中，R

在优选的实施方式中，衍生自内酰胺的共聚物(或)嵌段共聚物在其主链中包含能够在至少两个共聚物或嵌段共聚物的链之间产生交联的基团。例如，基团可以是环氧基团或烷基胺。当能够在至少两个共聚物链或嵌段共聚物链之间产生交联的基团是环氧基时，该环氧基会经受环氧化反应而产生交联。在一些实施方式中，需要添加催化剂。例如，如果能够在至少两个共聚物链或嵌段共聚物链之间产生交联的基团是环氧基，则可以添加含烷基胺基团；而如果能够产生交联的基团是烷基胺，则可以添加含环氧基的催化剂。在本段中描述的共聚物或嵌段共聚物可具有如上式(1)所示的结构，其中X是能够在至少两个共聚物链或嵌段共聚物链之间产生交联的基团，例如含环氧化基或烷基胺的基团。下面给出在本段中所描述的衍生自内酰胺的共聚物(或)嵌段共聚物的一种实施方式：

下面给出了由上述衍生自内酰胺的共聚物(或)嵌段共聚物产生的在至少两个共聚物链或嵌段共聚物链之间的交联的一种实例:

在上面直接的示意性图示中，聚合物链是PVP链，因此，上面直接的示意性图示中的R

在另一种优选的实施方式中，聚合物粘合剂包括聚乙烯醇(PVA)、由或基本上由聚乙烯醇(PVA)组成。使用PVA可以产生卷曲度低的涂层，这有助于使被涂覆的基底保持稳定和平整，例如有助于防止基底卷曲。可以将PVA与本文所描述的任何其他聚合物、低聚物或弹性材料组合在一起添加，特别是如果需要低卷曲的话。

在另一种优选的实施方式中，聚合物粘合剂可以包含丙烯酸树脂、由或基本上由丙烯酸树脂组成。对丙烯酸树脂的种类没有特别限制，其可以是任何与本文所阐明的目标(例如，提供一种新的和改进的涂覆组合物，其可以，例如，用于制造具有改善的安全性的电池隔板)不相违背的丙烯酸树脂。例如，丙烯酸树脂可以是选自下列中的至少一种或两种或三种或四种：聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)和聚甲基丙烯酸酯(PMA)。

在其他优选的实施方式中，聚合物粘合剂可以包含下列、由或基本上由下列组成：羧甲基纤维素(CMC)、异丁烯聚合物、胶乳或它们的任意组合。这些物质可以单独加入，或者与任何其他合适的低聚物、聚合物或弹性材料一起加入。

在一些实施方式中，聚合物粘合剂可以包含溶剂，该溶剂为水、水性或水基溶剂或非水性溶剂。当溶剂是水时，在一些实施方式中，不存在其他溶剂。水性或水基溶剂可主要(大于50％)包含水，包含大于60％的水、大于70％的水、大于80％的水、大于90％的水、大于95％的水或超过99％但少于100％的水。除了水以外，水性或水基溶剂可以包含极性或非极性有机溶剂。对非水性溶剂没有太多限制，其可以是与本申请中所表达的目标相容的任何极性或非极性有机溶剂。在一些实施方式中，聚合物粘合剂仅包含痕量的溶剂；而在其他实施方式中，其包含50％或更多的溶剂，有时为60％或更多，有时为70％或更多，有时为80％或更多，等等。

在一些实施方式中，涂覆组合物中的耐热颗粒与聚合物粘合剂的比例为50:50至99:1；在其他实施方式中，该比例为70:30至99:1或90:10至98:2；而在进一步的实施方式中，该比例为90:10至99:1。这一比例影响聚合物粘合剂对耐热颗粒的覆盖率。例如，当耐热颗粒与聚合物粘合剂的比例较低时，粘合剂对耐热颗粒的覆盖率将会更高(例如，如下图中的右图所示)；而当耐热颗粒与聚合物粘合剂的比例较高时，耐热颗粒的覆盖率将会更低，例如，如图7中的左图所示。

在一种优选的实施方式中，耐热颗粒中的至少一个被聚合物粘合剂涂覆或部分涂覆。例如，在一些实施方式中，至少一个耐热颗粒的表面积(或所有耐热颗粒的表面积)的0.01％至99.99％被粘合剂涂覆。在一些实施方式中，组合物中耐热颗粒总表面积的0.01％至99.99％被聚合物粘合剂涂覆。

在另一方面，将耐热颗粒加入本文所描述的涂覆组合物中。对这些耐热颗粒的尺寸、形状、化学组成等没有太多限制。耐热颗粒可以包括有机材料、无机材料(例如，陶瓷材料)或复合材料(其同时包括一种无机材料和一种有机材料、两种或更多种有机材料和/或两种或更多种无机材料。

在一些实施方式中，耐热意味着制成颗粒的材料(其可以包括由两种或更多种不同材料制成的复合材料)在200℃的温度下，不发生显著的物理变化，例如，变形。示例性材料包括氧化铝(Al

可以用来形成本文所公开的耐热颗粒的无机材料的非限制性实例如下：氧化铁、二氧化硅(SiO

可以用来形成本文所公开的耐热颗粒的有机材料的非限制性实例如下：聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、聚苯乙烯树脂、聚二乙烯基苯(PDVB)树脂、碳黑、石墨以及它们的任意组合。

耐热颗粒可以是圆形、不规则形状、薄片等。耐热材料的平均粒径为0.01至5微米、0.03至3微米、0.01至2微米等。

如上所述，在优选的实施方式中，加入到本文所描述的涂覆组合物中的耐热颗粒中的至少一个被聚合物粘合剂涂覆或部分涂覆。在其他实施方式中，可以用增容剂(例如，使颗粒与聚合物粘合剂更相混溶的材料)涂覆或部分涂覆耐热颗粒(除了用聚合物粘合剂涂覆或部分涂覆以外，或作为用聚合物粘合剂涂覆或部分涂覆的替代方案)。一般地，可以用任何不会与本文所陈述的目标不一致的方式涂覆或不涂覆耐热颗粒。

涂覆组合物包括下列中的至少一个、两个或三个等：(a)交联剂；(b)低温关闭剂；(c)增粘剂；(d)增稠剂；(e)减摩剂；和(f)高温关闭剂。

对可选设置的阴极界面层没有太多限制。用于可选设置的阴极界面层的选项与那些用于阳极界面层的选项是相同的，并且阴极界面层可以提供许多与阳极界面层相同的作用，例如，用作缓冲器和提高离子传导。

与阳极界面层一样，可以在阴极表面、SSE表面中的至少一个上形成阴极界面层，或者在阴极表面和SSE表面两者上均形成阴极界面层。在一些实施方式中，直接在表面上形成阴极界面层；而在其他实施方式中，在阴极表面或SSE和界面层之间形成中间层。无论如何形成界面层，在成品电池中，阴极界面层始终位于SSE和阴极之间。

混合固态电解质

对本发明的混合固态电解质(HSSE)没有太多限制。HSSE为如本文所描述的。HSSE可以独立于电池的其余部分通过在SSE的表面上设置至少一阳极界面层而制造。阳极界面层为如本文所描述的。在一些优选的实施方式中，可以将阳极界面直接设置在SSE的表面上；而在其他实施方式中，可以在SSE和阳极界面层之间设置中间层。可能的中间层的一种实例是粘合层。

一旦组装好，就可以将独立制造和销售的HSSE(具有面向阳极的阳极界面层和面向阴极的阴极界面层)放置在电池(例如，如本文所描述的电池)中。在一些实施方式中，也可以将阴极界面层和阳极界面层分别施加到阴极表面和阳极表面。使用与HSSE的阳极材料和阴极材料相同的材料来形成阳极和阴极上的层可以提高阳极和HSSE之间以及阴极和HSSE之间的粘附力。

车辆、存储系统或装置

可将本文所述的电池和HSSE包含在任何电池模块或电池组、车辆、存储系统或装置中，包括电动汽车、卡车、摩托车、小型摩托车等。对这些电池和HSSE的使用没有太多限制。

制造HSSE的方法

对形成如本文所描述的HSSE的方法没有太多限制。在一些实施方式中，该方法可以包括在SSE的表面上形成阳极界面层、由或基本上由在SSE的表面上形成阳极界面层组成。对阳极界面层和SSE没有太多限制，其可以是任何如本文所描述的SSE或阳极界面层。在一些优选的实施方式中，可以在SSE表面上直接形成阳极界面层，即，在SSE表面和阳极界面层之间不形成中间层。在其他实施方式中，该方法可以包括在SSE和阳极界面层之间形成中间层的步骤。

在其他优选的实施方式中，也可以在SSE表面上形成阴极界面层。对阴极界面层没有太多限制，其可以是任何如本文所描述的阴极界面层。可以在SSE上以任何顺序形成阳极界面层和阴极界面层。在SSE的相反的表面上形成阳极界面层和阴极界面层，因此，如果首先形成阳极界面层，则在相反的一面形成阴极界面层。如果首先形成阴极界面层，则在相反的一面形成阳极界面层。在一些优选的实施方式中，可以在SSE表面直接形成阴极界面层；而在其他实施方式中，可以在SSE的表面和阴极界面层之间形成中间层。

可以制造和销售HSSE，以将其用在例如改进的固态电池中。例如，可以将其用在本文所描述的改进的固态电池中。在电池中，HSSE的阳极界面层可以面向阳极，而阴极界面层可以面向阴极。

制造HSSE的方法可以包括额外步骤。例如，在使用前运输或存储HSSE时保护HSSE的额外步骤。

改进的固态电池的制造方法

对形成改进的固态电池的方法没有太多限制。在一些实施方式中，所形成的改进的固态电池是如本文所描述的改进的固态电池。

在一些实施方式中，形成改进的固态电池的方法可以包括下列、由或基本上由下列组成：提供阳极、阴极和SSE，然后在阳极表面、SSE表面或者阳极表面和SSE表面两者中的至少一个上形成阳极界面层。在一些优选的实施方式中，直接在阳极表面、SSE表面或者阳极表面和SSE表面两者上形成阳极界面层。在其他实施方式中，在界面层与阳极、SSE或者阳极表面和SSE表面两者中的至少一个之间形成中间层。

在一些实施方式中，该方法包括进一步的步骤，该步骤在阴极表面、SSE表面或者阴极表面和SSE表面两者的至少一个上形成阴极界面层。在一些优选的实施方式中，直接在阴极表面、SSE表面或者两者上形成阴极界面层。在其他实施方式中，设置中间层。

当设置阴极界面层时，形成阳极界面层和阴极界面层的顺序并不必然是重要的。如果在SSE上既形成阳极界面层又形成阴极界面层，则将它们形成在SSE的相反的面上。唯一重要的事情是，在成品电池中，阳极界面层形成在阳极和SSE之间，而阴极界面层形成在阴极和SSE之间。

除了形成正常工作的电池所必需的任何其他步骤之外，用于形成电池的方法可以包括前述任何或所有步骤、由或基本上由前述任何或所有步骤组成。正常工作的电池是可以在任何时间段内供电的电池。

自愈SSE/原位HSSE

在至少一种实施方式中，玻璃态SSE可以是包括LiI的(Li和碘以其离子形式L

HSSE/电解质抑制技术/HSSE+电解质抑制技术

可以通过加进电解质抑制技术(例如，将V变为0.02的电解质添加剂)以进一步防止枝晶形成来进一步改善上述HSSE性能和改进的SSE电池性能。

为了实现本发明的各个目的，已经描述了本发明的各种实施方式。应当认识到，这些实施方式仅仅是对本发明原理的说明。在不背离本发明的精神和范围的情况下，这些实施方式的多种修改和变体对本领域的技术人员而言将是显而易见的。

本发明可以以其他形式体现而不背离本发明的精神和范围，因此，当指明本发明的范围时，应当参考所附权利要求书，而不是前述说明书。同样被考虑的还有改进的隔板、改进的陶瓷涂层、改进的阳极等。