[發明專利]鋰離子電池

有效

• 申請號: 200680036963.0
• 申請日: 2006-09-26
• 公開（公告）號: CN101278433A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: E·R·斯科特;W·G·霍華德
• 申請（專利權）人: 麥德托尼克公司
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40;H01M4/02;H01M4/58
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳松濤

背景技術

本發明總體上涉及鋰電池的領域。具體而言，本發明涉及在電池壽命期間不易受到容量衰減的影響的鋰離子電池。

鋰離子電池包括正集電器(例如，諸如鋁箔等的鋁)和負集電器(例如，諸如銅箔等的銅)，其中正集電器上提供有活性材料(例如LiCoO₂)，負集電器上提供有活性材料(例如，諸如石墨等的碳質材料)。正集電器和其上提供的活性材料一起被稱為正電極，而負集電器和其上提供的活性材料被稱為負電極。

圖1示出了如上所述的常規鋰離子電池10的一部分的示意性示圖。電池10包括：包括正集電器22和正活性材料24的正電極20、包括負集電器32和負活性材料34的負電極30、電解質材料40以及提供于正電極20和負電極30中間(intermediate)或之間的間隔體(例如，聚合物多孔間隔體，未示出)。電極20、30可以設置成相對扁平的或平坦的板，或者可以卷成或繞成螺旋或其他構造(例如橢圓狀構造)。還可以將電極設置成折疊結構。

在電池10充放電期間，鋰離子在正電極20和負電極30之間移動。例如，當電池10放電時，鋰離子從負電極30流動到正電極20。相反，當對電池10充電時，鋰離子從正電極20流動到負電極30。

常規鋰離子電池的一個難題是，由于電池老化和循環操作，在電池壽命期間它們可能會表現出容量衰減。如這里所使用的那樣，“容量衰減”一詞表示在電池壽命期間的電池容量的損失。

醫療裝置行業生產各式各樣的用于治療患者的醫療疾病的電子設備和機械設備。根據醫療疾病，可以將醫療裝置外科植入或從外部連接到接受治療的患者。臨床醫師單獨使用醫療裝置或與藥物治療和手術結合起來以治療患者的醫療疾病。對于某些醫療疾病而言，醫療裝置提供最好的，有時是唯一的治療，以使人恢復到更健康的狀態和更長的壽命。

希望能提供一種用于電池供電設備的改進的電池電源，所述電池供電設備例如是醫療裝置，包括可植入醫療裝置。在這種情況下，提供可再充電的電池可能是有利的。提供對電池壽命期間的容量衰減較有抵抗力的電池也可能是有利的。提供采用了包括這些或其他有利特征中的任一種或多種的電池的醫療裝置(例如可植入醫療裝置)也將是有利的。

發明內容

本發明的示范性實施例涉及一種鋰離子電池，其包括：正電極；包括碳的負電極；以及含有第一和第二添加劑的電解質。所述第一添加劑包括起到離子接收器作用的硼烷或硼酸鹽化合物，而所述第二添加劑包括能夠在所述負電極的表面上發生反應以形成離子導電層的烯烴。

本發明的另一示范性實施例涉及一種鋰離子電池，其包括：正電極；包括碳纖維或石墨化中間相碳微珠和焦炭的混合物的負電極；以及包括第一添加劑和第二添加劑的電解質，所述第一添加劑包括起到離子接收器作用的硼烷或硼酸鹽化合物，而所述第二添加劑包括能夠在所述負電極的表面上發生反應以形成離子導電層的烯烴。

本發明的另一示范性實施例涉及一種鋰離子電池，其包括：正電極；包括活性材料的負電極，所述活性材料包括石墨化中間相碳微珠和焦炭；以及包括碳酸亞乙烯酯和三甲氧基硼氧酯添加劑的電解質。

本發明的另一示范性實施例涉及包括鋰離子電池的醫療裝置，所述鋰離子電池用于為醫療裝置供電。所述鋰離子電池包括正電極、包括碳的負電極以及含有第一和第二添加劑的電解質。所述第一添加劑包括起到離子接收器作用的硼烷或硼酸鹽化合物，而所述第二添加劑包括能夠在所述負電極的表面上發生反應以形成離子導電層的烯烴。

附圖說明

圖1為常規鋰離子電池的示意性截面圖；

圖2為根據示范性實施例的鋰離子電池的一部分的示意性截面圖；

圖3為條形圖，其示出了負電極包括MCMB并采用了各種電解質添加劑的鋰電池的容量衰減情況；

圖4為條形圖，其示出了負電極包括MCMB和焦炭并采用了各種電解質添加劑的鋰電池的容量衰減情況；

圖5為條形圖，其示出了負電極包括碳纖維并采用了各種電解質添加劑的鋰電池的容量衰減情況；

圖6為植入患者體內或軀干內的可植入醫療裝置形式的系統的示意圖；

圖7為可植入醫療裝置形式的另一種系統的示意圖。

具體實施方式

根據示范性實施例，可以提供一種電池，其對電池壽命期間的容量衰減可表現出增強的抵抗力。該電池包括含碳的負電極和電解質，電解質包括一種或多種添加劑，用于減小使用期間電池經受的容量衰減的量。可以將這種電池用于在整個使用壽命期間需要相對恒定的容量的許多中應用中的任意一種應用，包括可植入醫療裝置。