[發明專利]用于鋰離子電池電極的多孔纖維素基質

在審

• 申請號: 201810012628.1
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108306000A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: A·D·鮑里克;姜萌;G·R·高厄德;R·科
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司;麥克馬斯特大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

1.一種用于電化學電池的電極材料，所述電極材料包括：

多孔親水基底，其包括多個空隙；

電活性材料；

導電顆粒；以及

粘合劑；

其中所述電活性材料和所述導電顆粒分散在所述多孔親水基底的所述空隙的至少一部分中。

2.權利要求1的電極材料，其中所述多孔親水基底包括纖維素(C₆H₆O₅)_n或其衍生物。

3.權利要求1的電極材料，其中所述多孔親水基底具有大于或等于約20體積％且小于或等于約70體積％的孔隙率。

4.權利要求1的電極材料，其中所述導電顆粒選自：炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管、粉末狀鎳、金屬顆粒、導電聚合物以及它們的組合。

5.權利要求1的電極材料，其中所述多孔親水基底的表面至少部分地涂覆在導電材料中。

6.根據權利要求1所述的電極材料，其中所述粘合劑是水溶性的并且選自由藻酸鈉、黃原膠、羧甲基纖維素(CMC)、聚丙烯酸(PAA)以及它們的組合組成的組，且所述電活性材料選自由：硅(Si)、一氧化硅(SiO)、二氧化硅(SiO₂)、SiSn、SiFe、SiSnFe、SiSnAl、SiFeCo、鍺(Ge)、氧化鍺(GeO₂)、錫(Sn)、氧化錫(SnO₂)、氧化鐵(Fe₂O₃)和氧化鐵合金以及它們的組合組成的組。

7.一種鋰離子電化學電池，包括：

負電極，其包括包含多個空隙的多孔親水基底且包括纖維素或其衍生物、負電活性材料、導電顆粒和粘合劑；

正電極，其包括包含過渡金屬的正電活性材料；

隔膜；以及

電解質；

其中所述電活性材料和所述導電顆粒分散在所述多孔親水基底的所述空隙的至少一部分中。

8.權利要求7的電化學電池，其中所述導電顆粒選自由：炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管、粉末狀鎳、金屬顆粒、導電聚合物以及它們的組合組成的組。

9.權利要求7的電化學電池，其中所述多孔親水基底的表面至少部分地涂覆在導電材料中。

10.根據權利要求7所述的電化學電池，其中所述負電極能夠具有大于或等于約7mAh/cm²并且小于或等于約11mAg/cm²的活性材料裝載量，并且在所述電化學電池的所述負電極中進行40次鋰離子嵌入和脫嵌之后具有大于等于約700mAh/g的比容量。