[發明專利]電極及包含其的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011494626.4
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN113013380A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 吳偉新;張志清;黃鈺方;陳麗如;方家振
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邢岳;宋莉

電極、以及包含其的鋰離子電池。該電極包含活性材料層、導電層、以及，不導電層。該導電層配置于該活性材料層的上表面。該導電層包括第一多孔膜與導電的親鋰材料，且該導電的親鋰材料披覆于該第一多孔膜的表面。該不導電層包括第二多孔膜與不導電的親鋰材料，且該不導電的親鋰材料披覆于該第二多孔膜的表面。根據本發明實施方式，該導電層配置于該活性材料層與該不導電層之間，且所述親鋰材料與鋰的結合能(ΔG)小于或等于?2.6eV。

技術領域

本發明關于一種電極及包含其的鋰離子電池，更特別地關于一種用于鋰離子電池的電極及包含其的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子二次電池已成為商業化電池的主流，并朝向更輕薄短小、能量密度更高、壽命更長及更安全的方向努力。現行液態鋰離子電池的重量能量密度偏低，循環壽命有限，導致單位蓄電成本居高不下。但是單方面提升電池的能量密度，容易加速誘發電化學電池一連串安全問題，其中包含漏液、膨罐、發熱、冒煙、燃燒、或爆炸等問題，嚴重限制使用性。

枝晶生長為電池充電期間發生的現象，藉此，活性物質(通常為諸如鋅或鋰的金屬)自氧化態還原且沉積于基材上。依據充電條件，金屬可呈樹枝形式沉積，進而穿透隔離膜。因此，鋰離子二次電池在充電時若于負極上產生樹枝狀結晶物，有造成短路引起爆炸之虞。

綜上所述，業界目前仍需發展新的電池結構組配設計以解決習知技術所遭遇到的問題，并延長電池壽命以及提升電池性能。

發明內容

本發明提供一種電極。該電極包含：活性材料層，包含銅金屬、含銅合金、鋰金屬、含鋰合金、或上述的組合；導電層配置于該活性材料層的上表面，包括第一多孔膜與導電的親鋰材料，且該導電的親鋰材料披覆于該第一多孔膜的表面；以及，不導電層，包括第二多孔膜與不導電的親鋰材料，且該不導電的親鋰材料披覆于該第二多孔膜的表面。根據本發明實施方式，該導電層配置于該活性材料層與該不導電層之間，且所述親鋰材料與鋰的結合能(ΔG)小于或等于-2.6eV。

根據本發明實施方式，本發明還提供一種鋰離子電池，包含：負極，其中該負極為本發明上述電極；固態電解質膜；以及正極，其中該固態電解質膜配置于該正極與該負極之間。

附圖說明

圖1為本發明實施方式所述電極的示意圖。

圖2為圖1所述電極其導電層14的區域2的放大示意圖。

圖3為圖1所述電極其不導電層16的區域3的放大示意圖。

圖4為本發明某些實施方式所述電極其導電層14的區域2的放大示意圖。

圖5為本發明某些實施方式所述電極其不導電層16的區域3的放大示意圖。

圖6為本發明某些實施方式所述電極其導電層14的區域2的放大示意圖。

圖7為本發明實施方式所述電極的示意圖。

圖8為本發明實施方式所述鋰離子電池的示意圖。

圖9為本發明某些實施方式所述鋰離子電池的示意圖。

圖10為本發明其它實施方式所述鋰離子電池的示意圖。

圖11為比較例1、比較例2、以及比較例4所述電池其極化電壓與充放電循環關系圖。

圖12為比較例1、比較例5、以及實施例1所述電池其極化電壓與充放電循環關系圖。

圖13為比較例1、比較例8、以及實施例2所述電池其極化電壓(V)與充放電循環關系圖。

圖14為比較例1、比較例3、以及比較例5所述電池其極化電壓(V)與充放電循環關系圖。

圖15為比較例2及實施例2所述電池其極化電壓(V)與充放電循環次數關系圖。