用于可再充电锂电池的电极和含该电极的可再充电锂电池制造技术

技术编号:11175303 阅读:64 留言:0更新日期:2015-03-20 04:22
用于可再充电锂电池的电极和可再充电锂电池。所述电极包括:集电器;电极活性物质层;和电解质溶液浸渍层,其中,所述电解质溶液浸渍层包括金属氧化物和导电材料。

【技术实现步骤摘要】
用于可再充电锂电池的电极和含该电极的可再充电锂电池
实施方式涉及用于可再充电锂电池的电极和含该电极的可再充电锂电池。
技术介绍
由于便携电子设备的尺寸和重量的减小,因此用于便携电子设备的可再充电锂电 池可同时具有高性能和大容量。 可通过将电解质注入电池单元(包括含能够嵌入/脱嵌锂离子的正极活性物质的 正电极和含能够嵌入/脱嵌锂离子的负极活性物质的负电极)而制造这样的可再充电锂电 池。
技术实现思路
实施方式涉及用于可再充电锂电池的电极和包括所述电极的可再充电锂电池。 可通过提供用于可再充电锂电池的电极而实现所述实施方式,所述电极包括集电 器;电极活性物质层;和电解质溶液浸渍层,其中,所述电解质溶液浸渍层包括金属氧化物 和导电材料。 所述电解质溶液浸渍层与所述集电器的距离可比与所述电极的外表面的距离更 小。 所述电极活性物质层可包括第一电极活性物质层和第二电极活性物质层,所述电 解质溶液浸渍层在所述第一电极活性物质层和所述第二电极活性物质层之间。 所述第一电极活性物质层可在所述集电器和所述电解质溶液浸渍层之间。 所述第一电极活性物质层可具有小于所述第二电极活性物质层厚度的厚度。 所述导电材料可在所述金属氧化物的表面上。 所述导电材料可包围所述金属氧化物的表面的至少一部分。 所述金属氧化物可包括A1203、Ti02、Ce02、Zn02、Zr02、V205、Hf02、Mn02、MgO、WO2 或 它们的组合。 所述导电材料可包括碳基材料、金属或它们的组合。 所述导电材料可包括所述碳基材料,所述碳基材料包括碳纳米管、碳纳米纤维、炭 黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯或它们的组合。 所述导电材料可包括所述金属、所述金属包括铜、铝、镍、银、金或它们的组合。 基于100重量份的所述金属氧化物,所述导电材料在所述电解质溶液浸渍层中的 含量可为约5重量份至约30重量份。 所述电解质溶液浸渍层的厚度可为所述电极的总厚度的约0. 2%至约20%。 所述电极活性物质层和所述电解质溶液浸渍层的总厚度可为约50μm至约 300μm〇 所述电解质溶液浸渍层可与所述电极活性物质层不同。 所述金属氧化物可与所述导电材料不同。 所述金属氧化物可提供锂离子移动的路径,并且所述导电材料可提供电子移动的 路径。 还可通过提供包括电极组件的可再充电锂电池而实现所述实施方式,所述电极组 件包括第一电极、第二电极和在所述第一电极和所述第二电极之间的隔板,其中,所述第一 电极或所述第二电极的至少一个包括集电器、电极活性物质层和电解质溶液浸渍层,并且 所述电解质溶液浸渍层包括金属氧化物和导电材料。 所述电解质溶液浸渍层与所述集电器的距离可比与所述第一电极或所述第二电 极的外表面的距离更小。 所述电极活性物质层可包括第一电极活性物质层和第二电极活性物质层,所述电 解质溶液浸渍层在所述第一电极活性物质层和所述第二电极活性物质层之间。 【附图说明】 通过参照附图详细地描述示例性实施方式,特征对本领域技术人员将显而易见, 其中: 图1说明了根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的电极的结构的示意图。 图2说明了根据一个实施方式的可再充电锂电池的示意图。 图3说明了显示根据实施例1至3和对比例1和2的可再充电锂电池单元的循环 寿命特性。 图4说明了显示根据实施例1至3和对比例1和2的可再充电锂电池单元的高倍 率充电和放电特性。 〈附图标记说明〉 10:电极 11 :集电器 12:第一电极活性物质层 13:第二电极活性物质层 14 :电解质溶液浸渍层 15:电极活性物质 16 :金属氧化物 17:导电材料 100:可再充电锂电池 112:负极 113:隔板 114:正极 120:电池壳体 140:密封部件 【具体实施方式】 以下将参考附图更完整地描述示例性实施方式;但它们可以以不同形式实施且不 应理解为仅限于在此陈述的实施方式。更确切地说,这些实施方式的提供使本公开更为彻 底和完全,并将示例性的实施方式充分地转达给本领域技术人员。 在附图中,为了图示清楚,层和区域的尺寸可能被放大。还应理解的是,当层或元 件被说成是另一元件之上时,它可以是直接位于另一元件上,或者也可存在插入元件。另 夕卜,应理解的是,当元件被说成是两个元件之间时,它可以是这两个元件之间的唯一的元 件,或者也可存在一个或多个插入元件。全文中相同的附图标记表示相同的元件。 电极可包括集电器和电极活性物质层(涂布在所述集电器上)。由于电极活性物 质(例如石墨等)或导电材料的疏水性,具有亲水性的电解质溶液可能难以浸渍所述电极。 同样,即使电极溶液可通过真空注射而浸渍,所述电极溶液可由于电解质溶液与电极活性 物质或导电材料的亲和力差异而随时间再次流出。因此,可在电极内部形成浓度梯度。这 个现象在更厚的高容量电极中可变得更明显。 根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的电极可包括集电器和在所述集电器 上的电极板层。所述电极板层可包括至少一层电极活性物质层和电解质溶液浸渍层。例如, 电解质溶液浸渍层(具有优异的电解质溶液注入容量)可包括在电解板层内部。因此,电 解质溶液可顺利地供应到电极中并可发生电解质溶液的浸渍。因此,电解质溶液浸渍层可 促进锂离子在厚的高容量电极(例如,厚的膜电极)的移动。因此,可改善可再充电锂电 池的循环寿命和输出特性。 例如,相对于电极板层的外表面,电极板层内部的电解质溶液浸渍层的位置可更 接近集电器。当电解质溶液浸渍层更接近电极板层中的集电器时,可使由于电解质溶液浸 渍的困难导致的浓度梯度最小化。例如,当所述电解质溶液浸渍层的位置接近于电极板层 中的集电器时,可顺利地供应和浸渍电解质溶液,并且可促进电极内锂离子的移动。 在实施方式中,电极活性物质层可包括第一电极活性物质层和第二电极活性物质 层。电解质溶液浸渍层可插入所述第一电极活性物质层和所述第二电极活性物质层之间。 所述第一电极活性物质层可在集电器和电解质溶液浸渍层之间。 在实施方式中,第一电极活性物质层和第二电极活性物质层可具有相同的厚度或 具有不同的厚度。例如,第一电极活性物质层可具有小于第二电极活性物质层厚度的厚度。 电极活性物质层可包括电极活性物质。电解质溶液浸渍层可包括金属氧化物和导 电材料。所述电解质溶液浸渍层可与所述电极活性物质层不同。 导电材料可包括在金属氧化物的表面上。在实施方式中,导电材料可包围金属氧 化物的表面的至少一部分。 金属氧化物可促进锂离子的移动,并可加速这样的移动。此外,电极活性物质层可 通过导电材料电连接。例如,电解质溶液浸渍层可具有高导电性和优异的电解质溶液浸渍, 并可有助于使电极内锂离子的浓度梯度的最小化,并可有助于改善可再充电锂电池的循环 寿命和输出特性。金属氧化物可提供锂离子移动的路径,并且导电材料提供电子移动的路 径。 参照图1具体地说明了用于可再充电锂电池的电极。提供图1以作为促进理解的 一个实例,但是根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可再充电锂电池的电极,所述电极包括:集电器;电极活性物质层;和电解质溶液浸渍层,其中,所述电解质溶液浸渍层包括金属氧化物和导电材料。

【技术特征摘要】
2013.09.03 US 61/873,031;2014.01.17 US 14/157,6101. 一种用于可再充电锂电池的电极,所述电极包括: 集电器; 电极活性物质层;和 电解质溶液浸渍层,其中,所述电解质溶液浸渍层包括金属氧化物和导电材料。2. 如权利要求1所述的电极,其中,所述电解质溶液浸渍层与所述集电器的距离比与 所述电极的外表面的距离更小。3. 如权利要求1所述的电极,其中,所述电极活性物质层包括第一电极活性物质层和 第二电极活性物质层,所述电解质溶液浸渍层在所述第一电极活性物质层和所述第二电极 活性物质层之间。4. 如权利要求3所述的电极,其中,所述第一电极活性物质层在所述集电器和所述电 解质溶液浸渍层之间。5. 如权利要求3所述的电极,其中,所述第一电极活性物质层具有小于所述第二电极 活性物质层厚度的厚度。6. 如权利要求1所述的电极,其中,所述导电材料在所述金属氧化物的表面上。7. 如权利要求6所述的电极,其中,所述导电材料包围所述金属氧化物的表面的至少 一部分。8. 如权利要求1所述的电极,其中,所述金属氧化物包括Al203、Ti02、Ce0 2、Zn02、Zr02、 V205、Hf02、Mn02、MgO、W0 2 或它们的组合。9. 如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:李珍宪孙主姬元正渊高恩英李钟基朴商仁
申请(专利权)人:三星SDI株式会社
类型:发明
国别省市:韩国;KR

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