The electrical performance and structural integrity of lithium battery pack electrodes formed by active electrode material particles were improved by mixing conductive wires (metal wires, carbon fibers, etc.) and active electrode material particles. For example, the copper wire can be closely mixed with the anode particles in the porous anode layer bonded to the side of the copper collector foil by resin. And the aluminium wire can be mixed with the cathode particles in the porous cathode layer of the resin bonded to the aluminium collector. When a lithium salt electrolyte solution is infiltrated into the electrode, the line can be used to improve the conductivity of electrons and lithium ions and the adaptability of the electrode layer. The working thickness of each electrode layer can therefore be increased and its performance improved to produce lower cost and better formed battery packs.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有含线电极的锂离子电池组
本公开涉及用于锂电池组的电极材料的组合物。所述组合物包含活性电极材料颗粒与合适尺寸和形状的传导性金属线、管、带或棒混合,或与碳纤维或管(全部称为线)混合的混合物。颗粒/线混合物,通常包括导电填料颗粒,作为多孔层树脂粘合至电极集电器。每个电池组电池的阳极或阴极(或两者)活性材料层由这种颗粒和线的混合物构成。线的存在允许在电极中使用具有较高的能量容量和改进的电子和离子传导性的较厚的电极层。
技术介绍
在说明书的这一部分作为背景信息存在的材料不一定是现有技术。锂离子电池组适于在电力驱动机动车辆中和在同时利用内燃机和电动机为车辆供能的混合动力车辆中的应用。其他非车辆应用还使用具有各种电极材料组合的锂电池组用于提供电力。在锂离子电池组的电池的一个共同的设计中,电极由粘合至薄的导电金属箔的一侧或两侧的活性阳极材料或活性阴极材料的微米尺寸的颗粒的多孔层形成。金属箔用作电极的集电器。在一组电池组结构中,电极形成为相对薄的矩形构件。类似尺寸的阳极和阴极与每组面向的微粒阳极和阴极材料的多孔层之间的薄的多孔隔离件层交替堆叠。每个隔离件层和每个电极材料层的孔填充有溶解在非水溶剂中的一种或多种锂盐的电解质溶液。每个电池的DC电位通常在约2至4伏的范围内。电池的产生能量的电流(Wh)在很大程度上取决于可以适应于(accommodatedin)每个电极的制备和功能的电极材料的组成和量。持续需要能够以较低成本提供提高的电能和功率的锂电池组的电极组合物。
技术实现思路
本专利技术涉及用于电化学电池的阳极和阴极的电极材料的组合物和制备,其中锂离子在渗入一种或多种锂盐的 ...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池组,其包括阳极、阴极和液态的含锂离子的电解质溶液,所述阳极和阴极的至少一个包括由用于阳极或阴极的活性电极材料颗粒和导电线块的混合物形成的多孔电极层,该混合物作为多孔电极层粘合至用于阳极或阴极的金属集电器,其中所述多孔电极层的孔中渗入电解质溶液,在用于阳极或阴极的集电器上的多孔电极层的厚度为60微米至2毫米。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂离子电池组,其包括阳极、阴极和液态的含锂离子的电解质溶液,所述阳极和阴极的至少一个包括由用于阳极或阴极的活性电极材料颗粒和导电线块的混合物形成的多孔电极层,该混合物作为多孔电极层粘合至用于阳极或阴极的金属集电器,其中所述多孔电极层的孔中渗入电解质溶液,在用于阳极或阴极的集电器上的多孔电极层的厚度为60微米至2毫米。2.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述导电线由元素金属、金属合金或碳形成,该导电线的直径或主截面尺寸为0.05微米至100微米并且长度为1微米至10毫米,该导电线以占导电线和活性电极材料颗粒的混合物的总重量的0.1至20%的量存在。3.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阳极包含活性阳极材料颗粒与线块混合的混合物,该阳极材料颗粒与线块的混合物作为多孔层树脂粘合至用于阳极的金属集电器的表面。4.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阳极包含活性阳极材料颗粒与铜线块混合的混合物,该阳极材料颗粒与铜线块的混合物作为多孔层粘合至用于阳极的铜箔集电器的表面。5.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阳极包含钛酸锂Li4Ti5O12颗粒与铝线块混合的混合物,该钛酸锂颗粒与铝线块的混合物作为多孔层粘合至用于阳极的铝箔集电器的表面。6.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阳极包含活性阳极材料颗粒与铜线块混合的混合物,该活性阳极材料颗粒的平均尺寸为0.5至30微米,铜线块的直径或宽度为0.05至100微米,阳极材料颗粒和铜线块的混合物作为多孔层粘合至用于阳极的铜箔集电器的表面。7.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阴极包含活性阴极材料颗粒与线块混合的混合物,该活性阴极材料颗粒与线块的混合物作为多孔层树脂粘合至用于阴极的金属集电器的表面。8.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阴极包含活性阴极材料颗粒与铝线块混合的混合物,该活性阴极材料颗粒与铝线块作为多孔层粘合至用于阴极的铝箔集电器的表面。9.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阴极包含活性阴极材料颗粒与铝线块混合的混合物,该活性阴极材料颗粒的平均尺寸为0.3至30微米,铝线块的直径或宽度为0.05至100微米,活性阴极材料颗粒和铝线作为多孔层粘合至用于阴极的铝箔集电器的表面。10.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阳极包含活性阳极材料颗粒与线块混合的混合物,该阳极材料颗粒和线块的混合物作为多孔层树脂粘合至用于阳极的金属集电器的表面,和所述阴极包含活性阴极材料颗粒与线块混合的混合物,该活性阴极材料颗粒和线块作为多孔层树脂粘合至用于阴极的金属集电器的表面。11.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阳极包含活性阳极材料颗粒和铜线块的混合物,该阳极材料颗粒和铜线块的混合物作为多孔层粘合至用于阳极的铜箔集电器的表面,和所述阴极包含活性阴极材料颗粒和铝线块的混合物,该活性阴极材料颗粒和铝线块的混合物作为多孔层粘合至用于阴极的铝箔集电器的表面。12.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阳极包含活性阳极材料颗粒和铜线块的混合物,该活性阳极材料颗粒的平均尺寸为0.5至30微米,铜线块的直径或宽度为0.05至100微米,阳极材料颗粒和铜线块的混合物作为多孔层粘合至用于阳极的铜箔集电器的表面,和所述阴极包含活性阴极材料颗粒与线块混合的混合物,该活性阴极材料颗粒的平均尺寸为0.3至30微米,铝线块的直径或宽度为0.05至100微米,活性阴极材料颗粒和线块的混合物作为多孔层粘合至用于阴极的铝箔集电器的表面。13.如权利要求1所述的锂离子电池组,其中所述阳极包含活性阳极材料颗粒与碳线混合的混合物,该阳极材料颗粒和碳线的混合物作为多孔层粘合至用于阳极的金属集电器的表面,和所述阴极包含活性阴极材料颗粒与碳线混合的混合物,该活性阴极材料颗粒和碳线的混合物作为多孔层粘合至用于阴极的金属集电器的表面。14.一种形成用于锂离子电池组的阳极或阴极的方法,该阳极或阴极包含作为多孔层粘合至金属箔集电器表面的活性电极颗粒,该方法包括:将预定量的微米尺寸的活性电极材料颗粒与预定量的导电金属线或碳线混合,该导电线以占导电线和活性电极材料颗粒的混合物的总重量的0.1至20%的量存在,和将所述活性电极材料颗粒和导电金属线或碳线的混合物作为电极材料多孔层粘合至金属箔集电器表面,该电极材料多孔层的厚度为200微米至最高达2毫米。15.如权利要求14所述的形成用于锂离子电池组的阳极或阴极的方法,其中将微米尺寸的用于锂离子电池组的活性阳极材料颗粒与铜线混合并将该混合物粘合至铜集电器箔...
【专利技术属性】
技术研发人员:吁志强,阙小超,刘海晶,W古,M吴,
申请(专利权)人:通用汽车环球科技运作有限责任公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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