一次电池及其电极组制造技术

本发明专利技术提供一种一次电池及其电极组。所述电极组包括隔离膜、正极以及负极集电器。隔离膜具有彼此相对的正极侧和负极侧。正极设置于隔离膜的正极侧处，且正极包括正极集电器和正极材料。负极集电器设置于隔离膜的负极侧处。电极组不包括负极材料。本发明专利技术提供的一次电池及其电极组可具有良好的能量密度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一次电池及其电极组
本专利技术涉及一种电池及其电极组，尤其涉及一种一次电池及其电极组。
技术介绍
一次电池与二次电池(例如锂离子电池)的技术原理虽然相似，但是两者的产业架构、应用领域和所期望的性能等方面上仍有些许的差异。举例来说，一次电池常应用于医疗、无线通讯和物联网等方面，其性能表现较着重于低漏电、低损耗与稳定输出等方面。二次电池则常应用于手机、电动车和大型储电产业等方面，其性能表现则较着重于充放电速度和电容维持率等方面。一般来说，一次电池只能放电一次，故如何在相同的体积下提高一次电池的能量密度并同时具有良好的稳定性是目前此领域技术人员所欲达成的目标之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种一次电池及其电极组，其具有良好的能量密度和稳定性。本专利技术的用于一次电池的电极组包括隔离膜、正极和负极集电器。隔离膜具有彼此相对的正极侧和负极侧。正极设置于所述隔离膜的正极侧处，且正极包括正极集电器和正极材料。负极集电器设置于隔离膜的负极侧处。电极组不包括负极材料。在本专利技术的一实施例中，正极材料设置于正极集电器和隔离膜之间。在本专利技术的一实施例中，正极材料包括锂金属氧化物(lithiummetaloxide)、磷酸化合物或其组合。在本专利技术的一实施例中，负极材料包括锂金属。在本专利技术的一实施例中，正极集电器和负极集电器中的至少一者包括金属箔或金属泡绵。本专利技术的一次电池包括电极组和电解质。电极组包括隔离膜、正极、负极集电器和电解质。隔离膜具有彼此相对的正极侧和负极侧。正极设置于所述隔离膜的正极侧处，且正极包括正极集电器和正极材料。负极集电器设置于隔离膜的负极侧处。电解质提供于负极集电器和隔离膜之间。一次电池不包括负极材料。在本专利技术的一实施例中，电解质包括锂盐、第一有机溶剂和第二有机溶剂，其中第一有机溶剂不同于第二有机溶剂。在本专利技术的一实施例中，锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、LiGaCl4、LiNO3、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2CF3)2、LiSCN、LiO3SCF2CF3、LiC6F5SO3、LiO2CCF3、LiSO3F、LiB(C6H5)4、LiCF3SO3和LiDFOB(lithiumdifluoro(oxalato)borate)中的至少一者。在本专利技术的一实施例中，锂盐的浓度介于0.5M至4.2M的范围内。在本专利技术的一实施例中，第一有机溶剂包括含氟碳酸酯类化合物，第二有机溶剂包括碳酸酯类化合物。在本专利技术的一实施例中，第一有机溶剂包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)，而第二有机溶剂包括碳酸乙烯酯(ethylenecarbonate，EC)和碳酸二乙酯(diethylcarbonate，DEC)中的至少一者。在本专利技术的一实施例中，第一有机溶剂与第二有机溶剂在电解质中的体积比(v/v)约为1:1。在本专利技术的一实施例中，第一有机溶剂包括含氟碳酸酯类化合物，第二有机溶剂包括醚类化合物。在本专利技术的一实施例中，第一有机溶剂包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)，而第二有机溶剂包括四氟乙基四氟丙基醚(1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropylether，TTE)。在本专利技术的一实施例中，第一有机溶剂与第二有机溶剂在电解质中的体积比(v/v)约为3:7。在本专利技术的一实施例中，正极材料设置于正极集电器和隔离膜之间。在本专利技术的一实施例中，负极材料包括锂金属。在本专利技术的一实施例中，正极集电器和负极集电器中的至少一者包括金属箔或金属泡绵。基于上述，由于用于一次电池的电极组不包括负极材料，所以原本在一次电池中用来放置负极材料的空间可用来容纳更多的正极材料(或称为阴极材料)和电解质，因此在相同的体积下，一次电池可以提供更高的能量密度。附图说明包含附图以便进一步理解本专利技术，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。图1为本专利技术一实施例的电极组的分解图；图2为本专利技术一实施例的一次电池的分解图；图3A和图3B分别为以实施例1和实施例2作为无负极一次电池的电解液来进行半电池测试的电压和电容的关系图；图3C为针对图3A和图3B中的20次循环和50次循环下的比较图；图4为以实施例1和实施例2作为无负极一次电池的电解液来进行半电池测试的库伦效率(coulombicefficiency)和循环次数(cyclenumber)的关系图；图5为以实施例1和实施例2作为无负极一次电池的电解液来进行半电池测试的电容和循环次数的关系图；图6A为以实施例1和实施例2作为无负极一次电池的电解液来进行全电池测试的充电/放电曲线图；图6B为以实施例1和实施例2作为无负极一次电池的电解液来进行全电池测试的库伦效率和循环次数的关系图；图6C为以实施例1和实施例2作为无负极一次电池的电解液来进行全电池测试的电容维持率(capacityretention)和循环次数的关系图；图7A和图7B为分别使用实施例1和实施例2的电解质溶液作为电池的电解液并经5次充电/放电循环之后的负极集电器的扫描式电子显微镜(ScanningElectronMicroscope，SEM)图像；图8为实施例1和实施例2于电化学阻抗谱法(EIS)测试中不同循环次数的曲线图；图9为以实施例3作为无负极一次电池的电解液来进行半电池测试的电压和电容的关系图；图10A为以实施例3和比较例1作为无负极一次电池的电解液来进行全电池测试的电压和电容的关系图；图10B为以实施例3和比较例1作为无负极一次电池的电解液来进行全电池测试的电容和循环次数的关系图；图10C为以实施例3和比较例1作为无负极一次电池的电解液来进行全电池测试的库伦效率和循环次数的关系图；图11A和图11B分别为以实施例3和比较例1作为无负极一次电池的电解液来进行于全电池测试的充电/放电曲线图。具体实施方式现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。以下将参照本实施例的附图以更全面地阐述本专利技术。然而，本专利技术亦可以各种不同的形式体现，而不应限于本文中所述的实施例。附图中的层与区域的厚度会为了清楚起见而放大。相同或相似的参考号码表示相同或相似的元件，以下段落将不再一一赘述。另外，实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。应当理解，当诸如元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者也可存在中间元件。若当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，则不存在中间元件。...

【技术保护点】
1.一种用于一次电池的电极组，包括：/n隔离膜，具有彼此相对的正极侧和负极侧；/n正极，设置于所述隔离膜的正极侧处，且所述正极包括正极集电器和正极材料；以及/n负极集电器，设置于所述隔离膜的负极侧处，/n其中所述电极组不包括负极材料。/n

【技术特征摘要】
20191203 TW 108144130;20190821 US 62/889,5661.一种用于一次电池的电极组，包括：
隔离膜，具有彼此相对的正极侧和负极侧；
正极，设置于所述隔离膜的正极侧处，且所述正极包括正极集电器和正极材料；以及
负极集电器，设置于所述隔离膜的负极侧处，
其中所述电极组不包括负极材料。


2.根据权利要求1所述的用于一次电池的电极组，其中所述正极材料设置于所述正极集电器和所述隔离膜之间。


3.根据权利要求1所述的用于一次电池的电极组，其中所述正极材料包括锂金属氧化物、磷酸化合物或其组合。


4.根据权利要求1所述的用于一次电池的电极组，其中所述负极材料包括锂金属。


5.根据权利要求1所述的用于一次电池的电极组，其中所述正极集电器和负极集电器中的至少一者包括金属箔或金属泡绵。


6.一种一次电池，包括：
电极组，包括：
隔离膜，具有彼此相对的正极侧和负极侧；
正极，设置于所述隔离膜的正极侧处，且所述正极包括正极集电器和正极材料；以及
负极集电器，设置于所述隔离膜的负极侧处；以及
电解质，提供于所述负极集电器和所述隔离膜之间，
其中所述一次电池不包括负极材料。


7.根据权利要求6所述的一次电池，其中所述电解质包括锂盐、第一有机溶剂和第二有机溶剂，其中所述第一有机溶剂不同于所述第二有机溶剂。


8.根据权利要求7所述的一次电池，其中所述锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、LiGaCl4、LiNO3、LiC...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炳照，苏威年，黄贞睿，蒋仕凯，
申请(专利权)人：黄炳照，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71