[發(fā)明專(zhuān)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(zhuān)利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/1391
• 分類(lèi)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

本發(fā)明公開(kāi)一種電池電極結(jié)構(gòu)及其制作方法。該電池電極結(jié)構(gòu)包括：一基材、第一導(dǎo)電層以及多個(gè)反應(yīng)粒子。基材具有一個(gè)基材表面。第一導(dǎo)電層位于基材表面上。每一個(gè)反應(yīng)粒子具有第一部分以及第二部分。其中，第一部分與第一導(dǎo)電層的表面共形(conformally engaged)結(jié)合；第二部分突出于第一導(dǎo)電層的表面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池電極結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著資訊電信產(chǎn)與移動(dòng)裝置業(yè)的發(fā)展，電子裝置持續(xù)地小型化、輕量化、薄型化、與可攜帶化，用來(lái)提供可攜式電子裝置操作電力的電池需求也隨之增加。二次電池(secondary battery)具有可充放電、高能量密度(energy density)、高電壓及長(zhǎng)循環(huán)壽命等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前已廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話(huà)、筆記型電腦(notebook)等移動(dòng)裝置類(lèi)用、電動(dòng)汽車(chē)用等的電源。

典型的二次電池，以鋰二次電池為例，是由陰極、陽(yáng)極、電解質(zhì)溶液及提供陰極與陽(yáng)極之間的鋰離子傳輸路徑的分隔件所構(gòu)成，當(dāng)鋰離子從陰極活性材料(例如鋰金屬氧化物)離開(kāi)而遷移到陽(yáng)極活性材料(例如石墨系材料)時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生電能，并形成化合物嵌入(Intercalation)陽(yáng)極活性材料中間層內(nèi)。現(xiàn)有的陰極和陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，一般采用漿料涂布技術(shù)將陰極和陽(yáng)極活性材料和導(dǎo)電碳黑與黏著劑混合直接涂布于導(dǎo)電基板上。

由于活性材料致密度會(huì)影響電容量，采用漿料涂布技術(shù)制作具高致密度活性材料的陰極和陽(yáng)極結(jié)構(gòu)是一大挑戰(zhàn)。加上，漿料中的黏著劑會(huì)影響電流的傳輸效率，因此欲通過(guò)增加活性材料的厚度來(lái)提高二次電池的電容量有其極限，導(dǎo)致陰極和陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的電容量不易擴(kuò)充。

因此，本領(lǐng)域亟需一種具高致密度活性材料、低黏著劑的電池電極結(jié)構(gòu)及其制作方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電池電極結(jié)構(gòu)，包括：一基材、第一導(dǎo)電層以及多個(gè)反應(yīng)粒子。基材具有一個(gè)基材表面。第一導(dǎo)電層位于基材表面上。每一個(gè)反應(yīng)粒子具有第一部分以及第二部分。其中，第一部分與第一導(dǎo)電層的表面共形(conformally engaged)結(jié)合；第二部分突出于第一導(dǎo)電層的表面。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是提供一種電池電極結(jié)構(gòu)的制作方法，包括下述步驟：首先提供基材，并于該基材表面形成第一導(dǎo)電層。接著，燒結(jié)/熔融多個(gè)反應(yīng)粒子，使每一個(gè)反應(yīng)粒子的第一部分與第一導(dǎo)電層的表面共形結(jié)合，并使每一個(gè)反應(yīng)粒子的第二部分突出于第一導(dǎo)電層的表面。

附圖說(shuō)明

為了對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施例及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，特舉數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下:

圖1A至圖1E是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的一種電池電極結(jié)構(gòu)的制作工藝結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2A至圖2C是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，分別繪示不同圖案化導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3A至圖3D是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，分別繪示不同圖案化導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)上視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的一種電池電極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖5A至圖5D是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的一種電池電極結(jié)構(gòu)的制作工藝結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示具有多個(gè)堆疊圖案化導(dǎo)電層的電池電極結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)透視圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示具有多個(gè)堆疊圖案化導(dǎo)電層的電池電極結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)透視圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示具有多個(gè)堆疊圖案化導(dǎo)電層的電池電極結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)透視圖；

圖9A至圖9E是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的一種電池電極結(jié)構(gòu)的制作工藝結(jié)構(gòu)剖視圖；