[發(fā)明專利]電池電極結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710011321.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108110219B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃偉欽;莊傳勝;林得耀;劉松河
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01M4/1391
• 分類號(hào): H01M4/1391;H01M4/1395;H01M4/1397;H01M4/04;H01M4/131;H01M4/134;H01M4/136;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

1.一種電池電極結(jié)構(gòu)，包括：

基材，具有一基材表面；

第一導(dǎo)電層，位于該基材表面上，且具有一表面，其中該第一導(dǎo)電層是一圖案化導(dǎo)電層，具有至少一導(dǎo)電凸塊與該基材表面夾一非平角，定義出一第一網(wǎng)格(grid)結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)第一開(kāi)口，將一部分該基材表面暴露于外；

第二導(dǎo)電層，位于該第一導(dǎo)電層上，以定義出一第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)第二開(kāi)口；每一該些第二開(kāi)口與該些第一開(kāi)口之一者對(duì)應(yīng)，且至少部分重疊；

多個(gè)第一反應(yīng)粒子，其中每一該些第一反應(yīng)粒子具有一第一部分以及一第二部分，該第一部分與該第一導(dǎo)電層的該表面共形(conformally engaged)結(jié)合；且該第二部分突出于第一導(dǎo)電層的該表面；以及

多個(gè)第二反應(yīng)粒子，共形地結(jié)合在該第二導(dǎo)電層的立壁表面上。

2.如權(quán)利要求1所述的電池電極結(jié)構(gòu)，還包括多個(gè)第三反應(yīng)粒子，其中每一該些第三反應(yīng)粒子具有一第三部分以及一第四部分，該第三部分與暴露于外的一部分該基材表面共形結(jié)合；該第四部分突出于暴露于外的該基材表面。

3.如權(quán)利要求1所述的電池電極結(jié)構(gòu)，其中該些第一開(kāi)口具有實(shí)質(zhì)介于10微米(μm)至200微米的一平均口徑，該些第一反應(yīng)粒子具有實(shí)質(zhì)介于1微米至10微米的一平均粒徑。

4.如權(quán)利要求1所述的電池電極結(jié)構(gòu)，其中每一該些第一反應(yīng)粒子包括一陶瓷材料；該第一部分共形嵌設(shè)于該導(dǎo)電凸塊的一凹室中，且該第二部分向外延伸突出至該凹室之外。

5.如權(quán)利要求1所述的電池電極結(jié)構(gòu)，其中每一該些第一反應(yīng)粒子包括一金屬材料；該第一部分具有一合金界面，由該導(dǎo)電凸塊的一表面共形地延伸進(jìn)入于該導(dǎo)電凸塊之中，且該第二部分突出于該導(dǎo)電凸塊的該表面。

6.如權(quán)利要求1所述的電池電極結(jié)構(gòu)，其中該些第一反應(yīng)粒子包括一陽(yáng)極材料，選自于由鋰、碳、硅、鎂、銅、鎳、鋁、鈦、錫及上述任意組合所組成的一族群。

7.如權(quán)利要求1所述的電池電極結(jié)構(gòu)，其中該些第一反應(yīng)粒子包括一陰極材料，選自于由鋰鈷系、磷酸鋰鐵、磷酸鋰錳、鋰錳系、鋰鎳系、鋰鈷鎳錳三元系氧化物及化合物，及上述任意組合所組成的一族群。

8.如權(quán)利要求1所述的電池電極結(jié)構(gòu)，其中該第一導(dǎo)電層包括一金屬材料，選自于由鋁、銅、銀、金及上述任意組合所組成的一族群。

9.一種電池電極結(jié)構(gòu)的制作方法，包括：

提供一基材，其具有一基材表面；

在該基材表面形成一第一導(dǎo)電層，其中形成該第一導(dǎo)電層的步驟，包括：

提供一導(dǎo)電材料粉體于該基材表面；以及

提供一聚焦能量束于該導(dǎo)電材料粉體，使該導(dǎo)電材料粉體燒結(jié)/熔融于該基材表面；以及

燒結(jié)/熔融多個(gè)反應(yīng)粒子，使每一該些反應(yīng)粒子的一第一部分與該第一導(dǎo)電層的一表面共形結(jié)合，并使每一該些反應(yīng)粒子的一第二部分突出于該第一導(dǎo)電層的該表面。

10.如權(quán)利要求9所述的電池電極結(jié)構(gòu)的制作方法，其中形成該第一導(dǎo)電層的步驟，包括：使該聚焦能量束沿著一預(yù)設(shè)激光掃描路徑對(duì)該導(dǎo)電材料粉體進(jìn)行燒結(jié)/熔融，以形成多個(gè)導(dǎo)電凸塊與該基材表面夾一非平角，并定義出具有多個(gè)第一開(kāi)口的一第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

11.如權(quán)利要求10所述的電池電極結(jié)構(gòu)的制作方法，其中燒結(jié)/熔融該些反應(yīng)粒子的步驟包括：

提供一反應(yīng)材料粉體覆蓋于該第一導(dǎo)電層上；以及

提供一聚焦能量束于該反應(yīng)材料粉體上。

12.如權(quán)利要求11所述的電池電極結(jié)構(gòu)的制作方法，在燒結(jié)/熔融該些反應(yīng)粒子之后，還包括：

在該第一導(dǎo)電層上形成一第二導(dǎo)電層，以定義出具有多個(gè)第二開(kāi)口的一第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；使每一該些第二開(kāi)口與該些第一開(kāi)口之一者對(duì)應(yīng)，且至少部分重疊；

提供該反應(yīng)材料粉體于該第二導(dǎo)電層上；以及

提供一聚焦能量束于該反應(yīng)材料粉體上。