[發明專利]鋰金屬極板及其應用的鋰金屬電池

有效

• 申請號: 201710942838.6
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107946541B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 楊思枬
• 申請（專利權）人: 輝能科技股份有限公司;輝能控股股份有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

1.一種鋰金屬極板，其特征在于，其包括：

一集電層，其具有至少一井結構，該井結構具有一內側表面及一底表面；

至少一鋰金屬層，該鋰金屬層設置于該集電層的該井結構的該底表面,該鋰金屬層具有一平均厚度，以遮蔽該井結構局部的該內側表面；

至少一絕緣框體，該絕緣框體形成于該井結構的開口邊緣，并在水平方向延伸而覆蓋部分的該集電層的上表面，在垂直方向上延伸至局部的該內側表面以緊鄰該鋰金屬層的頂表面，以使該井結構的該內側表面完全被遮蔽以電性絕緣；

一多孔電性絕緣層，覆蓋該井結構的開口且具有多個穿孔，該穿孔的孔徑小于該井結構的孔徑；以及

至少一離子擴散層，其為多孔性的且設置于該井結構內，且完全位于該多孔電性絕緣層的下方而未突出于這些穿孔。

2.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該集電層的厚度介于16～50微米之間。

3.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該井結構的深度介于15～40微米之間。

4.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該集電層不包括該井結構的厚度介于1～10微米之間。

5.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該集電層的材質選自于銅、鎳、鋼及上述材料的組合。

6.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該絕緣框體為單層結構或多層結構。

7.如權利要求6所述的鋰金屬極板，其特征在于，該絕緣框體的材質為絕緣材料、或包覆有絕緣材料的任何材質。

8.如權利要求7所述的鋰金屬極板，其特征在于，該絕緣材料的材質選自于絕緣高分子材料、絕緣陶瓷材料、絕緣玻璃材料、絕緣玻璃纖維材料及上述材料的組合。

9.如權利要求8所述的鋰金屬極板，其特征在于，該絕緣高分子材料的材質為聚酰亞胺、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚氨酯、聚丙烯酸、環氧樹脂或硅膠，且該絕緣玻璃纖維材料為FR4環氧樹脂玻璃纖維材料。

10.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該多孔電性絕緣層為單層結構或多層結構。

11.如權利要求10所述的鋰金屬極板，其特征在于，該多孔電性絕緣層的材質為絕緣材料、或包覆有絕緣材料的任何材質。

12.如權利要求11所述的鋰金屬極板，其特征在于，該絕緣材料的材質選自于絕緣高分子材料、絕緣陶瓷材料、絕緣玻璃材料、絕緣玻璃纖維材料及上述材料的組合。

13.如權利要求12所述的鋰金屬極板，其特征在于，該絕緣高分子材料的材質為聚酰亞胺、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚氨酯、聚丙烯酸、環氧樹脂或硅膠，且該絕緣玻璃纖維材料為FR4環氧樹脂玻璃纖維材料。

14.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該多孔電性絕緣層的開孔率介于25％～80％之間。

15.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該多孔電性絕緣層的這些穿孔具有相同的孔徑或不相同的孔徑。

16.如權利要求15所述的鋰金屬極板，其特征在于，這些穿孔的孔徑不大于1微米。

17.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該多孔電性絕緣層的厚度介于1～25微米之間。

18.如權利要求1所述的鋰金屬極板，其特征在于，該多孔電性絕緣層還輻射方向的向外延伸覆蓋于該絕緣框體上。