[發(fā)明專利]固態(tài)可充電電化學(xué)電池單元

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880059984.7
• 申請(qǐng)日: 2018-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN111133616A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.M.薩斯特里;汪家偉;陳彥宏;金賢哲;張香春;鄭明途
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 戴森技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/40
• 分類號(hào): H01M4/40;H01M10/0562;H01M6/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張邦帥;陳钘

1.一種系統(tǒng)，包括配置為給傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力的多個(gè)固態(tài)可充電電池設(shè)備，所述系統(tǒng)包括：

基板；

覆蓋所述基板的至少一個(gè)電化學(xué)電池單元，所述電化學(xué)電池單元包括：

正極材料層，其包括過(guò)渡金屬氧化物或過(guò)渡金屬磷酸鹽；

固態(tài)層，其包括陶瓷、聚合物或玻璃狀材料，所述固態(tài)層被配置為在充電和放電過(guò)程期間傳導(dǎo)鋰或鎂離子；和

負(fù)極材料層，其配置為在充電和放電過(guò)程期間用于離子的電化學(xué)插入或鍍覆；和

導(dǎo)電材料，其與所述正極材料層聯(lián)接而不與負(fù)極材料層接觸；

其中，具有所述至少一個(gè)電化學(xué)電池單元的基板被卷起并封裝到電池設(shè)備中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述正極材料層和所述負(fù)極材料層均具有大于0.5米的總表面積，并且其中，所述基板由至少聚合物、金屬、半導(dǎo)體或絕緣體制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述電池設(shè)備被封裝到一容器中，該容器具有小于所述固態(tài)層的表面積的1/100的外表面積。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)將最長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度除以最短軸的長(zhǎng)度時(shí)，所述負(fù)極材料層的縱橫比大于500,000。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述電化學(xué)電池單元的各層以每電池至少30次而連續(xù)地卷繞或堆疊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述電池設(shè)備的能量密度為不超過(guò)50瓦特時(shí)每平方米電化學(xué)電池單元。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述基板包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、雙軸取向聚丙烯膜(BOPP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亞胺、聚酯、聚丙烯、丙烯酸酯、芳族聚酰胺或金屬材料，所述基板小于10微米厚。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述電化學(xué)電池單元沒(méi)有固體電解質(zhì)界面/中間相(SEI)層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述負(fù)極材料層包括熔點(diǎn)大于150攝氏度的鋰金屬合金。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述電池設(shè)備的比能量為至少300瓦特時(shí)每千克。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述電池設(shè)備的能量密度為至少700瓦特時(shí)每升。

12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述電池設(shè)備能夠在以額定容量的80％循環(huán)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)至少5000次循環(huán)，并且具有至少250Wh/kg的重量能量密度。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括多電池單元可充電固態(tài)電池組，所述多電池單元可充電電池組包括多個(gè)固態(tài)可充電電池單元；所述電池單元的第一部分以串聯(lián)關(guān)系連接；所述電池單元的第二部分以并聯(lián)關(guān)系連接。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述多電池單元可充電固態(tài)電池組包括傳熱系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)電子控件，所述一個(gè)或多個(gè)電子控件被配置為將工作溫度范圍維持在60攝氏度至200攝氏度的范圍內(nèi)。

15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的系統(tǒng)，其中，所述可充電固態(tài)電池組內(nèi)的固態(tài)可充電電池單元的最外部分彼此相距小于1毫米。

16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述多電池單元可充電固態(tài)電池組由一種或多種材料絕緣，所述一種或多種材料具有R值至少為0.4m²*K/(W*in)的熱阻。