[發明專利]夾層結構內的高性能電活性材料

有效

• 申請號: 202010048566.7
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111446417B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: H.G.起亞;黃曉松;劉忠毅
• 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: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/1393;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄧雪萌;王麗輝

1.一種電活性粒子，其包括：

電活性層，其包括第一面、與所述第一面相對的第二面、以及其間的電活性材料，所述電活性材料被構造成接收陽離子，使得所述電活性材料響應于接受所述陽離子而經歷體積變化；

第一尺寸控制層，其安置在所述電活性層的所述第一面上；以及

第二尺寸控制層，其安置在所述電活性層的所述第二面上，所述第二面與所述第一面相對，所述第一尺寸控制層和所述第二尺寸控制層被構造成抑制所述電活性粒子在平面尺寸中的變化并允許所述電活性粒子在豎直尺寸中的變化，使得在所述豎直尺寸中經歷所述體積變化而在所述平面尺寸中抑制所述體積變化，所述豎直尺寸正交于所述平面尺寸；

其中，所述第一尺寸控制層和所述第二尺寸控制層由石墨烯形成；并且

其中，所述第一尺寸控制層抑或第二尺寸控制層包括多于三個的石墨烯片，而另一尺寸控制層包括三個或更少的石墨烯片。

2.根據權利要求1所述的電活性粒子，其中，所述電活性材料是原子硅、硅氧化物或硅合金中的至少一者。

3.根據權利要求1所述的電活性粒子，其中，所述第一尺寸控制層和所述第二尺寸控制層的暴露表面的面積比所述電活性層的暴露表面的面積大至少2倍。

4.一種形成電活性粒子的方法，所述方法包括：

獲得基板；

將第一尺寸控制層沉積在所述基板上；

在所述第一尺寸控制層上形成電活性層，所述電活性層包括穿過其的電活性材料；

其中，所述電活性層包括第一面、與所述第一面相對的第二面、以及其間的電活性材料；

其中，所述電活性材料被構造成接收陽離子，使得所述電活性材料響應于接受所述陽離子而經歷體積變化；

其中，所述第一尺寸控制層安置在所述第一面上；以及

將第二尺寸控制層沉積在所述電活性層的第二面上，由此形成所述電活性粒子；

其中，所述第一尺寸控制層和所述第二尺寸控制層被構造成抑制所述電活性粒子在平面尺寸中的變化并允許所述電活性粒子在豎直尺寸中的變化，使得所述電活性層在所述豎直尺寸中經歷體積變化而在所述平面尺寸中抑制體積變化，所述豎直尺寸正交于所述平面尺寸；

其中，所述第一尺寸控制層和所述第二尺寸控制層由石墨烯形成；并且

其中，所述第一尺寸控制層抑或第二尺寸控制層包括多于三個的石墨烯片，而另一尺寸控制層包括三個或更少的石墨烯片。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述電活性材料是原子硅、硅氧化物或硅合金中的至少一者。

6.根據權利要求4所述的方法，其中，所述第一尺寸控制層和所述第二尺寸控制層的暴露表面的面積比所述電活性層的暴露表面的面積大至少2倍。

7.根據權利要求4所述的方法，其中，所述第一尺寸控制層和所述第二尺寸控制層的暴露表面的面積比所述電活性層的暴露表面的面積大至少25倍。

8.根據權利要求4所述的方法，其還包括通過將所述電活性粒子與結合劑混合來形成電極，其中，所述基板是所述電極的集流器。