[發明專利]纖維增強的燒結電極

有效

• 申請號: 201780056789.4
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN109690832B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: D·安德烈;S·施奈德;S·尼恩貝格爾;J-O·羅特;D·許內曼;B·什蒂亞斯尼;C·施廷納;N·齊烏瓦拉斯;T·韋爾勒;T·蔡林格;S·楚格曼
• 申請（專利權）人: 寶馬股份公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/0562;H01M4/13;H01M4/139;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M4/1395;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/4
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 宓霞

1.具有經燒結的復合材料的燒結電極，其包含：

(A)活性材料顆粒；

(B)無機鋰離子導體的固體電解質顆粒；

(C)導電性材料的導電添加劑顆粒；和

(D)纖維材料；

其中對于復合材料中的組分(A)至(D)的重量份額N(A)至N(D)適用：

N(A)N(B)N(C)，N(D)；

其中如此選擇顆粒直徑和選擇量的比例，使得活性材料顆粒(A)大致形成緊密的球體充填，其空隙由固體電解質顆粒(B)填充，并且殘留的空隙又由導電添加劑顆粒(C)和纖維材料(D)填充。

2.根據權利要求1所述的燒結電極，其中份額N(A)為60至98重量％，份額N(B)為1至38重量％，份額N(C)為0.5至10重量％和份額N(D)為0.1至10重量％，基于組分(A)、(B)、(C)和(D)的總重量計。

3.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中根據ISO 13320通過激光散射測量的活性材料顆粒(A)的體積平均直徑D(A)為0.1至40μm。

4.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中根據ISO 13320通過激光散射測量的固體電解質顆粒(B)的體積平均直徑D(B)為0.1至20μm。

5.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中根據ISO 13320通過激光散射測量的導電添加劑顆粒(C)的體積平均直徑D(C)為10nm至10μm。

6.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中對于顆粒(A)至(C)的體積平均微粒直徑D(A)至D(C)以及對于纖維材料(D)的纖維直徑D(D)適用：

D(A)D(B)D(C)，D(D)。

7.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中作為導電添加劑顆粒(C)，使用導電石墨(C1)和導電炭黑(C2)的混合物，其中導電石墨的體積平均微粒直徑D(C1)大于導電炭黑的體積平均微粒直徑D(C2)：

D(C1)D(C2)。

8.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中作為纖維材料(D)，使用碳納米管(CNT)。

9.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中固體電解質(B)選自石榴石類型的氧化固體電解質。

10.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中復合材料施加在集電體上。

11.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中作為活性材料顆粒(A)，使用陰極活性材料，其選自LiCoO₂、LiNiCo_0.85Al_0.15O₂、尖晶石、橄欖石、過鋰化的氧化物、轉換材料和LiNi_xMn_yCo_zO₂中的一種或多種，其中x+y+z＝1。

12.根據權利要求11所述的燒結電極，其中所述轉換材料是FeF₃。

13.根據權利要求1或2所述的燒結電極，其中作為活性材料顆粒(A)，使用陽極活性材料，其選自合成石墨、天然石墨、硬碳、軟碳、硅、硅合金、鈦酸鋰或金屬鋰。

14.固體鋰電池組，其包含至少一個根據權利要求1至13任一項所述的燒結電極。

15.根據權利要求14所述的固體鋰電池組，其包括：

-根據權利要求11所述的燒結電極作為正極；

-包含金屬鋰的電極或根據權利要求13所述的燒結電極作為負極；和

-固體電解質。