[發(fā)明專利]二次的電化學(xué)的鋰離子單池在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202180031825.8 | 申請(qǐng)日： | 2021-04-28 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN115428187A | 公開（公告）日： | 2022-12-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | E·皮特里克;D·恩斯林;I·楚馬克 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 瓦爾達(dá)微電池有限責(zé)任公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/13 | 分類號(hào)： | H01M4/13;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/42;H01M10/44;H01M10/48;H01M50/463 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 李雪瑩;司昆明 |
| 地址： | 德國埃*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 二次 電化學(xué) 鋰離子 | ||
一種二次的電化學(xué)的鋰離子單池包括至少一個(gè)作為負(fù)電極（10）的復(fù)合電極，其中所述復(fù)合電極包括至少一個(gè)陽極集電器（12）和至少一種在電化學(xué)上活性的能夠?qū)囯x子轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出的組分。此外，所述鋰離子單池包括至少一個(gè)作為正電極（20）的復(fù)合電極，其中所述復(fù)合電極包括至少一個(gè)陰極集電器（22）和至少一種在電化學(xué)上活性的能夠?qū)囯x子轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出的組分。此外，所述負(fù)電極（10）和/或所述正電極（20）具有至少一個(gè)區(qū)域（11），在所述區(qū)域中所述陽極集電器（12）和/或陰極集電器（22）至少部分地不含所述在電化學(xué)上活性的組分，并且其中這個(gè)區(qū)域（11）構(gòu)造為鋰?儲(chǔ)備部。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種二次的電化學(xué)的鋰離子單池、以及一種由負(fù)電極和正電極形成的用于二次的電化學(xué)的鋰離子單池的繞組或堆、以及一種用來制造這樣的繞組或堆的方法和一種用來制造二次的電化學(xué)的鋰離子單池的方法。
背景技術(shù)
電化學(xué)的單池為此能夠通過氧化還原反應(yīng)將所儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。所述電化學(xué)的單池通常包括正電極和負(fù)電極。在放電時(shí)，在所述負(fù)電極上通過氧化過程來釋放電子。由此產(chǎn)生電子流，所述電子流能夠被外部的負(fù)載分接，使得所述電化學(xué)的單池作為能量提供方起作用。同時(shí)，在所述單池的內(nèi)部出現(xiàn)與電極反應(yīng)相對(duì)應(yīng)的離子流。這種離子流能夠通過引導(dǎo)離子的電解質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。
如果所述放電是可逆的，則談及二次單池，其中也就是說存在著在放電時(shí)將化學(xué)能重又轉(zhuǎn)換為電能并且由此給單池充電的可行方案。對(duì)于負(fù)電極的在二次單池中作為陽極的普遍常用的表述以及正電極的作為陰極的表述涉及電化學(xué)的單池的放電功能。
廣泛推廣的鋰離子單池基于對(duì)鋰的使用，所述鋰能夠以離子形式在單池的電極之間來回移動(dòng)。在此，所述鋰離子單池突出之處在于較高的能量密度。鋰離子單池的負(fù)電極和正電極通常由所謂的復(fù)合電極形成，所述復(fù)合電極除了在電化學(xué)上活性的組分之外還包括在電化學(xué)上惰性的組分。
作為在電化學(xué)上活性的組分（活性材料）原則上考慮所有能夠容納和重又釋放鋰離子的材料。對(duì)于負(fù)電極來說，為此經(jīng)常使用碳基顆粒、如例如石墨碳。也能夠使用其它適合于鋰的嵌入的非石墨的碳材料。此外，也能夠使用能夠與鋰制成合金的金屬及半金屬的材料。因此，例如元素錫、銻和硅能夠與鋰形成金屬間相。作為用于正電極的活性材料例如能夠使用氧化鋰鈷（LiCoO2）、氧化鋰錳（LiMn2O4）或者磷酸鋰鐵（LiFePO4）或其衍生物。所述在電化學(xué)上活性的材料通常以顆粒的形式包含在電極中。
作為在電化學(xué)上惰性的組分，所述復(fù)合電極通常包括面狀的和/或帶狀的集電器、例如金屬箔，其涂有活性材料。所述用于負(fù)電極的集電器（陽極集電器）例如能夠由銅或鎳形成，并且所述用于正電極的集電器（陰極集電器）例如能夠由鋁形成。此外，所述電極能夠包括電極粘結(jié)劑（例如聚偏氟乙烯（PVDF）或者其它聚合物）。這種電極粘結(jié)劑確保了電極的機(jī)械穩(wěn)定性并且經(jīng)常也確保了活性材料附著在集電器上。此外，所述電極能夠包含改進(jìn)導(dǎo)電性的添加劑和其他添加物。
作為用于鋰離子單池的通行的電解質(zhì)溶液，例如使用鋰鹽、如六氟磷酸鋰（LiPF6）的在有機(jī)溶劑（例如碳酸的醚和酯）中的溶液。
所述復(fù)合電極在制造鋰離子單池時(shí)經(jīng)常被加工成堆或繞組，其中在所述堆或繞組的內(nèi)部借助于分隔件來將一個(gè)或多個(gè)負(fù)電極與一個(gè)或多個(gè)正電極彼此分開。
為了使負(fù)電極和正電極進(jìn)行電接觸能夠設(shè)置導(dǎo)電體，所述導(dǎo)電體例如通過焊接與集電器連接。必要時(shí)也能夠進(jìn)行集電器與鋰離子單池的殼體部件的直接接觸。
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