[發明專利]鋰電池的電極結構

有效

• 申請號: 201210553893.3
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103872286A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 朱文彬;劉達人;陳振崇;陳立群;曾詩存;溫恕恒;楊長榮
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

1.一種鋰電池的電極結構，其特征在于，包括：

一集電體；

至少一能量活物層形成于該集電體上，包括一第一含鋰化合物和多個第一導電粒子；以及

至少一功率活物層形成于該集電體上，包括一第二含鋰化合物和多個第二導電粒子；

其中，該第一含鋰化合物和該第二含鋰化合物為含鋰復合過渡金屬氧化物，該第一含鋰化合物的組成包括鎳、鈷及錳的至少其中之一，該第二含鋰化合物的組成包括鎳、鈷及錳的至少其中之一，該第二含鋰化合物的鋰離子擴散系數大于該第一含鋰化合物的鋰離子擴散系數，該第一含鋰化合物的單位克電容量大于該第二含鋰化合物的單位克電容量。

2.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該第一含鋰化合物的單位克電容量為大于或等于140毫安培小時/克。

3.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該含鋰復合過渡金屬氧化物為鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、含鋰三元系氧化物及磷酸鋰化合物的其中之一或任兩種以上的組合。

4.根據權利要求3所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該含鋰三元系氧化物包括鋰錳鈷鎳氧化物(LiMn_xCo_yNi_zO₂；0<x，y，x<1)和鋰鎳鈷鋁氧化物(LiNi_xCo_yAl_zO₂；0<x，y，x<1)的至少其中之一。

5.根據權利要求3所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該磷酸鋰化合物的化學式為LiMPO₄，其中M為鐵、鎳或錳。

6.根據權利要求5所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該磷酸鋰化合物為鋰鐵磷氧化物。

7.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該第二含鋰化合物包括鋰錳氧化物和具有鋰離子擴散系數大于或等于10^-7cm²/s的含鋰化合物的至少其中之一。

8.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，所述第一導電粒子和所述第二導電粒子分別包括氣相成長碳管、導電性碳黑、石墨、納米級導電碳材及乙炔黑的其中之一或任兩種以上的組合。

9.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，所述第二導電粒子相對于該功率活物層具有3~80的重量百分比。

10.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，所述第二導電粒子的比表面積為10~100平方公尺/克。

11.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，所述第二導電粒子相對于該功率活物層具有的重量百分比大于所述第一導電粒子相對于該能量活物層具有的重量百分比。

12.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，位于該功率活物層中的所述第二導電粒子的比總表面積大于位于該能量活物層中的所述第一導電粒子的比總表面積。

13.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該能量活物層的一厚度大于該功率活物層的一厚度。

14.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該能量活物層形成于該集電體和該功率活物層之間。

15.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該功率活物層形成于該集電體和該能量活物層之間。

16.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該至少一功率活物層的數量為二層，該二功率活物層形成于該集電體的一第一表面上，該能量活物層形成于該二功率活物層之間。

17.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該至少一功率活物層的數量為二層，該至少一能量活物層的數量為二層，該二功率活物層分別形成于該集電體的一第一表面及相對于該第一表面的一第二表面上，該二能量活物層分別形成于該集電體的該第一表面及該第二表面上。

18.根據權利要求1所述的鋰電池的電極結構，其特征在于，該至少一功率活物層的數量為四層，該至少一能量活物層的數量為二層，該二能量活物層分別形成于該集電體的一第一表面及相對于該第一表面的一第二表面上，該四功率活物層其中的二形成于該集電體的該第一表面上，該四功率活物層其中的其余二者形成于該集電體的該第二表面上。