[發明專利]具有低輸出電壓的電池

在審

• 申請號: 201780074412.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN110063004A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 蘇育升;李敏捷;賀慧;方慶;阿茹娜·扎姆;張博增
• 申請（專利權）人: 納米技術儀器公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02J7/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 艾娟;鄭霞

1.一種電化學電池單元，所述電化學電池單元包括具有一次陽極活性材料的陽極、具有一次陰極活性材料的陰極、和與所述陽極和所述陰極離子接觸的離子傳導電解質，其中，所述電池單元具有在10％放電深度(DoD)下測量的從0.3伏的下限至0.8伏的上限的初始輸出電壓Vi，和在不大于90％的DoD下測量的最終輸出電壓Vf，其中電壓變化(Vi-Vf)/Vi不大于±10％，并且基于陰極活性材料重量或體積，Vi與Vf之間的比容量不小于100mAh/g或200mAh/cm³，并且其中所述一次陽極活性材料選自鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、錳(Mn)、鐵(Fe)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、其混合物、其合金、或其組合，并且其中所述一次陰極活性材料選自金屬氧化物、金屬磷酸鹽、金屬硫化物、或不同于所述一次陽極活性材料的金屬或半金屬，并且所述陰極中的所述金屬或半金屬選自錫(Sn)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銦(In)、碲(Te)、磷(P)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、錳(Mn)、鐵(Fe)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、硒(Se)、其混合物、其合金、或其組合。

2.如權利要求1所述的電化學電池單元，其中，所述陽極進一步含有作為保護性材料的石墨烯。

3.如權利要求2所述的電化學電池單元，其中，所述一次陽極活性材料被石墨烯片包圍或包埋在石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫中。

4.如權利要求2所述的電化學電池單元，其中，所述石墨烯含有具有按重量計小于0.01％的非碳元素的原生石墨烯材料或具有按重量計0.01％至50％的非碳元素的非原生石墨烯材料，其中所述非原生石墨烯選自氧化石墨烯、還原的氧化石墨烯、氟化石墨烯、氯化石墨烯、溴化石墨烯、碘化石墨烯、氫化石墨烯、氮化石墨烯、摻雜硼的石墨烯、摻雜氮的石墨烯、化學官能化石墨烯、或其組合。

5.如權利要求1所述的電化學電池單元，其中，所述一次陰極活性材料被石墨烯片包圍或包埋在石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫中。

6.如權利要求3所述的電化學電池單元，其中，所述一次陰極活性材料被石墨烯片包圍或包埋在石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫中。

7.如權利要求3所述的電化學電池單元，其中，所述陽極中的具有包埋在其中的所述一次陽極活性材料的所述石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫連接到第一電池端子接片上來充當陽極集流體，并且沒有單獨的或另外的陽極集流體來支撐所述石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫。

8.如權利要求5所述的電化學電池單元，其中，所述陰極中的具有包埋在其中的所述一次陰極活性材料的所述石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫連接到電池端子接片上來充當陰極集流體，并且沒有單獨的或另外的陰極集流體來支撐所述石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫。

9.如權利要求7所述的電化學電池單元，其中，所述陰極中的具有包埋在其中的所述一次陰極活性材料的所述石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫連接到第二電池端子接片上，并且沒有單獨的或另外的陰極集流體來支撐所述陰極中的所述石墨烯膜、石墨烯紙、石墨烯墊、或石墨烯泡沫。

10.如權利要求1所述的電化學電池單元，所述電化學電池單元進一步包括支撐所述陽極的陽極集流體或支撐所述陰極的陰極集流體。

11.如權利要求1所述的電化學電池單元，其中，基于陰極活性材料重量或體積，Vi與Vf之間的比容量不小于200mAh/g或400mAh/cm³。