[發明專利]可充電電池中的枝晶生長預防

在審

• 申請號: 201980085330.6
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN113383459A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 阿維耶爾·達尼諾;伊利亞·亞庫波夫
• 申請（專利權）人: 斐源有限公司
• 主分類號: H01M50/449
• 分類號: H01M50/449;H01M50/409;B32B5/24;H01M10/24;H01M10/28;H01M4/24;C08J5/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 杜兆東

提供了可充電電池和相應的方法，其中通過防止鋅酸根陰離子擴散出隔室之外而將鋅枝晶生長限制于可充電電池的基于鋅的負極和隔板之間的隔室。限制枝晶生長的隔板可以包括離子選擇性膜，其構造成可滲透堿性電解質的電荷傳遞陽離子而不可滲透水合鋅酸根陰離子。該膜可以增強和/或支撐具有缺乏鋅酸根離子的電解質的內部隔室。更一般而言，提供了隔板，其可滲透電荷傳遞離子而不可滲透金屬離子，并且將后者限制于負極隔室，其中金屬離子可以以不形成可能危及電池單元的結構和功能完整性的枝晶的方式沉積。

技術領域

本發明涉及電池領域，并且更具體而言，涉及限制或防止枝晶(dentrite)生長的系統和方法。

背景技術

具有基于金屬的負極的可充電電池在充電時經常遭受枝晶生長的困擾，這帶來了阻止其廣泛使用的性能和安全問題。

發明內容

以下是提供對本發明的初步理解的簡要內容。該內容不一定標識關鍵要素，也不限制本發明的范圍，而是僅用作對以下描述的介紹。

本發明的一個方面提供了一種可充電電池，其包括至少一個基于金屬的負極(anode)、至少一個正極(cathode)、堿性電解質和將所述至少一個負極與所述至少一個正極分隔開的至少一個隔板，其中該隔板包括可滲透堿性電解質的電荷傳遞陽離子而不可滲透金屬離子的離子選擇性膜。

在另一方面，本發明是一種可充電電池，其包括基于鋅的負極、正極、堿性電解質和將所述基于鋅的負極與所述正極分隔開的隔板，其中所述隔板包括配置成可滲透堿性電解質的電荷傳遞陽離子而不可滲透水合鋅酸根陰離子的離子選擇性膜。

在另一方面中，本發明是一種用于限制可充電電池中鋅枝晶生長的方法，所述可充電電池具有基于鋅的負極、正極和堿性電解質，其中該方法包括提供包含可滲透可充電電池的堿性電解質的電荷傳遞陽離子而不可滲透水合鋅酸根陰離子的離子選擇性膜的隔板，并且在堿性電解質中與隔板一起在所述基于鋅的負極和所述正極之間形成隔室。

本發明的這些、附加的和/或其他方面和/或優點在以下詳細描述中進行闡述；可能從詳細描述中推斷出來；和/或能夠通過本發明的實踐中進行領會。

附圖說明

為了更好理解本發明的實施方式并展示如何實施本發明，僅作為示例，現在將參考附圖，其中相同的數字始終表示相應的元件或部分.

在附圖中：

圖1是根據本發明的一些實施方式的可充電電池的高水平示意圖。

圖2是圖示說明根據本發明的一些實施方式的方法的高水平流程圖。

具體實施方式

在以下描述中，描述了本發明的各個方面。出于解釋的目的，闡述了具體構造和細節以提供對本發明的透徹理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可以在這里沒有呈現具體細節的情況下進行實施。此外，眾所周知的特征可能已被省略或簡化，以免混淆本發明。具體參考附圖，強調所顯示的細節僅作為舉例說明并且僅用于本發明的說明性討論的目的，并且在提供被認為是最有用和最容易理解的內容的原因中呈現本發明的原理和概念方面的描述。在這點上，沒有試圖顯示比基本理解本發明所必需的更詳細的本發明結構細節，結合附圖進行的描述使本領域技術人員對本發明的多種形式如何可以在實踐中實現變得顯而易見。

在詳細詮釋本發明的至少一個實施方式之前，應當理解的是，本發明不應該在其應用限制于以下描述中闡述或在附圖中圖示說明的組件的構造和排布的細節。本發明適用于可以以各種方式實踐或實施的其他實施方式以及公開的實施方式的組合。此外，應當理解的是，本文所采用的措辭和術語是為了描述的目的而不應視為是限制性的。