[發明專利]電極及其制造方法、以及包含該電池的金屬離子電池

有效

• 申請號: 201710795346.9
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107799724B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 陳光耀;林俊凱;江建志;吳俊星;楊昌中
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/1395;H01M4/36;H01M4/46;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

1.一種電極，包含：

非結晶碳基板；

金屬層，該金屬層配置于該非結晶碳基板之上；

結晶碳材，配置于該非結晶碳基板及該金屬層之間，并與該非結晶碳基板及該金屬層直接接觸；

其中該結晶碳材是由熱處理該非結晶碳基板及該金屬層而成。

2.如權利要求1所述的電極，其中該金屬層為連續的膜層。

3.如權利要求1所述的電極，其中該金屬層為不連續的膜層。

4.如權利要求3所述的電極，其中至少部份的金屬層是被該結晶碳材所完全包覆。

5.如權利要求1所述的電極，其中該非結晶碳基板是碳布、碳紙或碳纖維。

6.如權利要求1所述的電極，其中該非結晶碳基板具有多個孔隙。

7.如權利要求6所述的電極，其中該金屬層進一步填入該孔隙中。

8.如權利要求1所述的電極，其中該結晶碳材為層狀石墨。

9.如權利要求1所述的電極，其中該金屬層由多個金屬顆粒所組成。

10.如權利要求9所述的電極，其中該金屬顆粒的材質是Fe、Co、Ni、Cu或上述的組合。

11.如權利要求9所述的電極，其中至少部份該金屬顆粒是被該結晶碳材所包覆。

12.如權利要求1所述的電極，更包含活性材料形成于該金屬層之上。

13.如權利要求12所述的電極，其中該活性材料是石墨、納米碳管、石墨烯或上述的組合。

14.一種電極的制造方法，包含：

提供非結晶碳基板，其中該非結晶碳基板具有第一區域及第二區域；

形成金屬層于該第一區域之上，其中該第一區域位于該金屬層及該第二區域之間；以及

對該非結晶碳基板及該金屬層進行熱處理，以將該非結晶碳基板的第一區域轉換成結晶碳材。

15.如權利要求14所述的電極的制造方法，對該非結晶碳基板及該金屬層進行熱處理后，更包含：對該非結晶碳基板及該金屬層進行化學氣相沉積，以形成活性材料層于該金屬層之上。

16.一種金屬離子電池，包含：

第一電極；

第一隔離膜；

第二電極，其中該第二電極是權利要求1所述的電極，其中該第一隔離膜設置于該第一電極與該第二電極之間；以及

電解質，其設置于該第一電極與該第二電極之間。

17.如權利要求16所述的金屬離子電池，更包含：

第三電極；

第二隔離膜，其中該第二隔離膜設置于該第二電極與該第三電極之間，且該第二電極設置于該第一隔離膜與該第二隔離膜之間；以及

該電解質，設置于該第一電極與該第三電極之間。

18.如權利要求16所述的金屬離子電池，其中所述電解質包含金屬鹵化物與離子液體，其中該離子液體是氯化膽堿、乙酰氯化膽堿、堿金族鹵化物、烷基咪唑鎓鹽、烷基吡啶鎓鹽、烷基氟吡唑鎓鹽、烷基三唑鎓鹽、芳烷銨鹽、烷基烷氧基銨鹽、芳烷鏻鹽、芳烷锍鹽、烷基胍鹽或其混合。

19.如權利要求16所述的金屬離子電池，其中所述電解質包含金屬鹵化物與溶劑，其中該溶劑是尿素、N-甲基脲、二甲基亞砜、二甲基砜或其混合。