【技术实现步骤摘要】
具有变化特性的纳米复合物电池电极颗粒
相关申请
[0001]本申请是2017年4月14日基于PCT国际申请PCT/US2015/055518(2015年10月14日提交)进入中国国家阶段的申请号为201580056096.6、专利技术名称为“具有变化特性的纳米复合物电池电极颗粒”的中国专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本申请总体上涉及能量存储装置,并且更具体地涉及采用粉末基电极等的电池技术。
技术介绍
[0003]对于很大范围的重要技术
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例如能效行业设备、电动和混合电动交通工具(包括地面交通工具、空中交通工具和船舶)、电网和消费电器等等来说,电化学能量存储技术是有益的。部分由于它们相对的高能量密度、低重量和潜在寿命长,改进的金属离子电池
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例如锂离子(Li离子)电池现在在消费电器和电动车辆应用中占据主要地位。然而,各种类型的电池都需要进一步的发展和改进。
[0004]能量密度(每单位容量的能量存储能力)是一个需改进的领域。大多数可充电电池采用含粉末电池材料的电极。这些粉末在电池充电或放电期间具有电化学反应。不幸的是,为这种粉末提供高体积容量(每个单位容积的高离子存储能力)的材料在电池运行期间通常遭受体积变化,这可以导致电池劣化。另外,许多这种材料还遭受低传导性(至少在某些充电或放电阶段期间),这可以导致功率性能较低。例如,在可充电金属和金属离子电池(例如,Li离子电池)的情形中,提供高容量的材料
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例如转换型阴极材料(例如,氟化物 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含复合颗粒的电池电极成分,每个复合颗粒都包含:设置成在电池运行期间存储和释放离子的高容量活性材料,其中所述活性材料具有(
ⅰ
)作为阴极活性材料至少220mAh/g的具体容量,或者(
ⅱ
)作为阳极活性材料至少400mAh/g的具体容量;多孔导电骨架基体材料,在所述骨架基体材料的孔隙内设置有所述活性材料;以及至少部分地包围所述活性材料和所述骨架基体材料的壳,其中每个复合颗粒都在所述骨架基体材料中具有从所述骨架基体材料的中心到周边发生变化的至少一个平均材料特性。2.根据权利要求1所述的电池电极成分,其中所述活性材料是阳极活性材料并且包含硅。3.根据权利要求1所述的电池电极成分,其中所述活性材料是阴极活性材料并且包含氟。4.根据权利要求1所述的电池电极成分,其中所述骨架基体材料包含碳。5.根据权利要求1所述的电池电极成分,其中所述至少一个平均材料特性包括从所述骨架基体材料的中心到周边发生变化的骨架基体材料的材料成分。6.根据权利要求5所述的电池电极成分,其中所述壳对于由所述活性材料存储和释放的离子基本上是可渗透的并且在所述活性材料与电解质溶剂之间形成屏障。7.根据权利要求1所述的电池电极成分,其中所述至少一个平均材料特性包括从所述骨架基体材料的中心到周边发生变化的骨架基体材料的机械特性。8.根据权利要求7所述的电池电极成分,其中所述机械特性包括在所述骨架基体材料的中心附近具有与所述骨架基体材料的周边相比较较低的弹性模量和较低硬度。9.根据权利要求1所述的电池电极成分,其中所述至少一个平均材料特性包括从所述骨架基体材料的中心到周边发生变化的所述骨架基体材料的无序程度。10.根据权利要求1所述的电池电极成分,其中所述至少一个平均机械特性包括从所述骨架基体材料的中心到周边发生变化的所述骨架基体材料的平均孔隙大小。11.根据权利要求10所述的电池电极成分,其中与所述骨架基体材料的周边相比较,在所述骨架基体材料的中心附近所述平均孔隙大小较大。12.根据权利要求10所述的电池电极成分,其中与定位于所述中心与所述周边之间的所述骨架基体的中间区域相比较,在所述骨架基体材料的中心和所述骨架基体材料的周边附件所述平均孔隙大小较大。13.根据权利要求10所述的电池电极成分,其中在所述骨架基体材料颗粒的中心处所述平均孔隙大小在大约2nm到大约100nm之间的范围内。14.根据权利要求1所述的电池电极成分,其中所述至少一个平均材料特性包括从所述骨架基体材料的中心到周边发生变...
【专利技术属性】
技术研发人员:盖尔普,
申请(专利权)人:新罗纳米技术有限公司,
类型:发明
国别省市:
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