[發明專利]用于快速充電的混合負極以及高能量鋰電池組

在審

• 申請號: 201811497660.X
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109935782A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 伍彥;姜萌;M·W·維爾布魯格;拉古南森·K
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/133;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;楊思捷

1.一種具有高能量容量和高功率容量的混合負極，所述混合負極包括：

混合電活性材料，所述混合電活性材料包括：大于或等于約40質量％至小于或等于約60質量％的高能量容量電活性材料，其中所述高能量容量電活性材料具有大于或等于約310mAh/g的比容量；以及

大于或等于約40質量％至小于或等于約60質量％的高功率容量電活性材料，其中所述高功率容量電活性材料的相對于Li/Li+的電勢在鋰離子插入期間大于或等于約1V，其中所述混合負極能夠實現在25℃下大于或等于約4C的充電速率。

2.根據權利要求1所述的混合負極，其中所述高能量容量電活性材料選自由以下項組成的組：含碳化合物、石墨、硅、含硅合金、含錫合金及其組合。

3.根據權利要求1所述的混合負極，其中所述高功率容量電活性材料為選自由以下項組成的組的鈦酸鋰化合物：Li_4+xTi₅O₁₂，其中0≤x≤3；Li_4-x^a_/3Ti_5-2x^a_/3Cr_x^aO₁₂，其中0≤x^a≤1；Li₄Ti_5-x^bSc_x^bO₁₂，其中0≤x^b≤1；Li_4-x^cZn_x^cTi₅O₁₂，其中0≤x^c≤1；Li₄TiNb₂O₇，

及其組合。

4.根據權利要求1所述的混合負極，其中所述高能量容量電活性材料包括石墨，且所述高功率容量電活性材料包括Li_4+xTi₅O₁₂，其中0≤x≤3。

5.根據權利要求1所述的混合負極，其中所述高能量容量電活性材料設置為所述高功率容量電活性材料的顆粒的表面上的涂層。

6.根據權利要求1所述的混合負極，其中所述高功率容量電活性材料設置為所述高能量容量電活性材料的顆粒的表面上的涂層。

7.根據權利要求1所述的混合負極，其進一步包括：

粘結劑；以及

導電顆粒，其中所述混合電活性材料和所述導電顆粒分布在所述粘結劑內，且所述粘結劑選自由以下項組成的組：聚偏氟乙烯(PVdF)、聚(偏氯乙烯)(PVC)、聚(二氯-1,4-亞苯基)乙烯、羧基甲氧基纖維素(CMC)、丁腈橡膠(NBR)、氟化聚氨酯、氟化環氧化物、氟化丙烯酸、鹵代烴聚合物的共聚物、環氧化物、乙烯丙烯二胺三元共聚單體橡膠(EPDM)、六氟丙烯(HFP)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、EAA/EVA共聚物、PVDF/HFP共聚物、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚丙烯酸鋰(LiPAA)、聚丙烯酸鈉(NaPAA)、海藻酸鈉、海藻酸鋰及其組合；且

所述導電顆粒包括選自由以下項組成的組的材料：炭黑、導電金屬、導電聚合物及其組合。