[發(fā)明專利]復(fù)合電極和包括復(fù)合電極的鋰離子電池組以及復(fù)合電極的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680004014.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN107004827B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·赫夫勒;S-J·金;J-O·羅特;S·沙爾內(nèi)爾;M·切希;J·費(fèi)特爾;M·瓦格納;T·韋爾勒;T·蔡林格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶馬股份公司
• 主分類號(hào): H01M4/04
• 分類號(hào): H01M4/04;H01M4/139;H01M4/36;H01M10/0525
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 鄒智弘

1.復(fù)合電極，所述復(fù)合電極具有導(dǎo)體，所述導(dǎo)體用包含活性電極材料、粘結(jié)劑和導(dǎo)電炭黑的電極物料涂布，其中電極物料在電極表面的方向上具有關(guān)于電極材料、電極粘合劑和導(dǎo)電添加劑的濃度梯度，活性電極材料的濃度梯度向?qū)w的方向增大，和導(dǎo)電添加劑和粘合劑的濃度梯度向?qū)w的方向減小，和

其中，活性電極材料具有鋰擴(kuò)散系數(shù)，和其中電極物料在電極表面方向上具有鋰擴(kuò)散能力的梯度，并且鋰擴(kuò)散能力的梯度向?qū)w的方向減小，其中在電極物料中，粘結(jié)劑以1至4重量％的量存在，

其中，通過如下建立鋰擴(kuò)散能力的梯度：(1)在梯度方向上使用不同的活性電極材料或者在使用多個(gè)層時(shí)對(duì)于每個(gè)層使用不同的活性電極材料，和/或(2)在每個(gè)層中使用由相同活性電極材料組成的混合物，但是活性電極材料的份額沿著梯度或者在每個(gè)層中不同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電極，其中電極物料基于體積計(jì)具有5至50％的孔隙度，并且近表面層中的孔隙度與近導(dǎo)體層中的孔隙度的比例為1.2至5。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合電極，其中近表面層中的孔隙度與近導(dǎo)體層中的孔隙度的比例為1.5至4。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合電極，其中近表面層中的孔隙度與近導(dǎo)體層中的孔隙度的比例為1.5至2.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電極，其中導(dǎo)電添加劑是導(dǎo)電炭黑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合電極，其中在電極物料中，導(dǎo)電添加劑以1至4重量％的量存在。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合電極，其中在電極物料中，近導(dǎo)體層中的導(dǎo)電添加劑的以重量計(jì)的量與近表面層中的導(dǎo)電添加劑的以重量計(jì)的量的比例為1.2至5。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合電極，其中在電極物料中，近導(dǎo)體層中的導(dǎo)電添加劑的以重量計(jì)的量與近表面層中的導(dǎo)電添加劑的以重量計(jì)的量的比例為1.5至4。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合電極，其中在電極物料中，近導(dǎo)體層中的導(dǎo)電添加劑的以重量計(jì)的量與近表面層中的導(dǎo)電添加劑的以重量計(jì)的量的比例為1.5至2.5。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合電極，其中活性電極材料是選自碳、鈦酸鋰及其混合物的陽極材料。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合電極，其中所述碳是合成石墨或天然石墨。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合電極，其中活性電極材料是選自鋰-過渡金屬氧化物的陰極材料。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的復(fù)合電極，其中活性電極材料是選自鋰-層狀氧化物、鋰-尖晶石、鋰-橄欖石化合物、鋰-硅酸鹽化合物及其混合物的陰極材料。

14.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合電極，其中活性電極材料是選自高能-NCM的陰極材料。

15.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合電極，其中粘結(jié)劑選自聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、苯乙烯和丁二烯的共聚物、纖維素、纖維素衍生物及其混合物。

16.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合電極，其中活性電極材料或其混合物在室溫20℃下的鋰擴(kuò)散系數(shù)為1.0x10^-4cm²s^-1至1.0x10^-14cm²s^-1，并且鋰擴(kuò)散能力的梯度向?qū)w的方向減小。