[發明專利]具有用于電壓監測的參比電極的電池

有效

• 申請號: 201380077473.5
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN105308786B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 約翰·王;劉平;埃琳娜·謝爾曼;索仁·索基亞齊安;馬克·維爾布魯格
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限責任公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/13;H01M4/485;H01M10/48
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;鄭霞

1.一種金屬離子電池結構，包括：

(a)鄰近一個第一集電器設置的一個第一電極，其中所述第一電極供應或接受選定的電池金屬離子；

(b)鄰近一個第二集電器設置的一個第二電極，該第二電極具有與所述第一電極相反的極性，其中所述第二電極供應或接受所述金屬離子，其中所述第二集電器是多孔的并且可透過所述金屬離子，并且其中所述第二集電器是通過從1nm至10μm的平均孔徑來表征；

(c)鄰近一個第三集電器設置的一個參比電極，其中所述參比電極含有所述金屬離子，所述第三集電器是無孔的；

(d)一個第一隔膜，該第一隔膜插入在所述第一電極與所述第二電極之間以使所述第一電極與所述第二電極電隔離；以及

(e)一個第二隔膜，該第二隔膜插入在所述第二集電器與所述參比電極之間以使所述第二電極與所述參比電極電隔離。

2.如權利要求1所述的電池結構，其中所述參比電極在空間上并不設置在所述第一電極與所述第二電極之間。

3.如權利要求1所述的電池結構，其中所述參比電極具有為所述第一電極的投影面積的至少10％的一個參比電極投影面積。

4.如權利要求3所述的電池結構，其中所述參比電極具有為所述第一電極的投影面積的至少50％的一個參比電極投影面積。

5.如權利要求4所述的電池結構，其中所述參比電極具有為所述第一電極的投影面積的至少90％的一個參比電極投影面積。

6.如權利要求1所述的電池結構，其中所述參比電極具有為所述第二電極的投影面積的至少10％的一個參比電極投影面積。

7.如權利要求6所述的電池結構，其中所述參比電極具有為所述第二電極的投影面積的至少50％的一個參比電極投影面積。

8.如權利要求7所述的電池結構，其中所述參比電極具有為所述第二電極的投影面積的至少90％的一個參比電極投影面積。

9.如權利要求1所述的電池結構，其中所述金屬離子選自下組，該組由以下各項組成：鋰離子、鈉離子、鉀離子、鎂離子、鈣離子、以及它們的組合。

10.如權利要求9所述的電池結構，其中所述金屬離子是鋰離子。

11.如權利要求10所述的電池結構，其中所述參比電極由選自下組的一種或多種材料制成，該組由以下各項組成：鋰金屬、鋰化的碳、鋰-硅合金、鋰-鋁合金、鋰-錫合金、鋰-金屬氧化物LiMO₂、鋰-金屬氧化物LiM₂O₄、鋰-金屬氧化物LiM_xM′_2–xO₄、鋰-金屬磷酸鹽LiMPO₄、以及它們的組合，其中鋰-金屬氧化物LiMO₂中的M是Co、Ni、Mn、或它們的組合，鋰-金屬氧化物LiM₂O₄中的M是Mn、Ti、或它們的組合，鋰-金屬氧化物LiM_xM′_2–xO₄中的M和M′分別是Mn或Ni，鋰-金屬磷酸鹽LiMPO₄中的M是Fe、Mn、Co、或它們的組合。

12.如權利要求1所述的電池結構，其中所述第二集電器是呈以下形式：網狀物、金屬絨、或它們的組合。

13.如權利要求1所述的電池結構，其中所述第二集電器是呈以下形式：網格、泡沫、柵格、織造纖維、金屬箔上的圖案化孔、金屬化塑料膜、織造的碳織物、碳氈、或它們的組合。