[發明專利]鋰電池結構及其極層結構

有效

• 申請號: 201911293796.3
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN112786969B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 楊思枬
• 申請（專利權）人: 輝能科技股份有限公司;輝能控股股份有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張放

1.一種鋰電池結構，其包含有：

一第一與一第二電池單元，每一該電池單元包含有一第一集電層、一第一活性材料層、一第二活性材料層以及一第二集電層,其中該第一集電層包含有：

一導電基板，具有一第一表面與一第二表面，該第一表面與該第二表面是平行相對應，多個貫穿該導電基板并且連通該第一表面與該第二表面的穿孔；以及

一絕緣層，設置于該導電基板的該第一表面，且本質上完全覆蓋該第一表面與該些穿孔的側壁面，并延伸至該第二表面的該穿孔的開口周緣，以覆蓋部分該第二表面；

其中該第一活性材料層設置于該導電基板的該第二表面，且未受到該絕緣層覆蓋的區域，該第二活性材料層以及該第二集電層依序設置于該導電基板受該絕緣層完整覆蓋的該第一表面；

其中該第一與該第二電池單元以該第一活性材料層本質上面對面的設置；

一離子導引層，設置于該第一與該第二電池單元的該第一活性材料層之間，并延伸至該導電基板的該些穿孔內；以及

一封裝結構，設置于該第一與該第二電池單元之該第二集電層之間，而封圍該第一與該第二電池單元；

其中該離子導引層由一可含吸離子傳遞材料的基材與一離子傳遞材料所組成；其中該基材為多孔結構，且通過高分子顆粒材料、陶瓷顆粒材料、玻璃顆粒、高分子纖維材料、玻璃纖維材料或上述材料的組合所構成；

該第一電池單元的該第一活性材料層與該第二電池單元的該第一活性材料層的距離為5-100微米;

該封裝結構分隔為三個區段，分別為位于該第一電池單元的該第二集電層與該第一集電層之間的第一封裝體、該第一電池單元的該第一集電層與該第二電池單元的該第一集電層之間的第二封裝體、以及該第二電池單元的該第一集電層與該第二集電層的第三封裝體。

2.根據權利要求1所述的鋰電池結構，其中該絕緣層的材料選自于電性絕緣高分子材料、電性絕緣陶瓷材料、電性絕緣玻璃材料、電性絕緣玻璃纖維材料、或上述材料的任意組合。

3.根據權利要求2所述的鋰電池結構，其中該絕緣高分子材料為聚酰亞胺、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚氨酯、聚丙烯酸、環氧樹脂或硅膠，該絕緣玻璃纖維材料為FR4環氧樹脂玻璃纖維材料。

4.根據權利要求1所述的鋰電池結構，其中該離子傳遞材料為液態電解質、膠態電解質或其組合所構成。

5.根據權利要求4所述的鋰電池結構，其中該離子傳遞材料為一接面調整材與一可解離的鋰鹽所組成，該接面調整材主要由一可供鋰離子在材料內部移動的聚合物基材與一可解離鋰鹽并且作為增塑劑的添加材所混合而成。

6.根據權利要求5所述的鋰電池結構，其中該接面調整材還包含有一結晶抑制材，所述結晶抑制材為聚乙基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧乙烯、聚氰基丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚氯乙烯、聚氯乙烯-聚乙基丙烯酸甲酯、聚氧乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯醇-聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈-聚乙烯醇、聚氯乙烯-聚乙基丙烯酸甲酯、聚環氧乙基乙烯基碳酸酯、多面體硅氧烷寡聚物、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丙烯酯、聚乙基縮水甘油醚碳酸酯、聚叔丁基縮水甘油醚碳酸酯、聚碳酸三甲烯酯、聚二甲硅烷、聚二甲硅烷環氧乙烷共聚物、聚乙烯氧基硅氧烷、乙烯己二酸酯、乙烯丁二酸酯、乙烯丙二酸酯、聚偏二氟乙烯共六氟丙烯、聚偏二氟乙烯、聚己內酯。

7.根據權利要求1所述的鋰電池結構，其中該第一與一第二電池單元還分別具有一隔離層，該隔離層設置于該第二活性材料層以及該第一集電層之間。

8.根據權利要求1所述的鋰電池結構，其中該離子導引層本質上僅由一離子傳遞材料所組成。

9.根據權利要求8所述的鋰電池結構，其中該離子傳遞材料為無機固態電解質。

10.根據權利要求9所述的鋰電池結構，其中該離子導引層還包含液態電解質、膠態電解質或上述材料的任意組合。