【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高充放电倍率能力的锂二次电池相关申请本申请根据35U.S.C.§119(e)请求于2004年2月6日申请的题为“具有高充放电倍率能力的非水电解质二次电池(Non-AqueousElectrolyte Secondary Cell with High Charge and Discharge RateCapability)”的共同未决的申请序列号60/542,550的优先权,在此引入其全文作为参考。 专利技术背景专利
本专利技术涉及非水电解质二次电池。具体地,本专利技术涉及具有高充放电倍率能力以及在如此高倍率循环过程中低容量衰减速率的电池。相关技术描述目前,便携式电子设备几乎完全依赖于可充电锂离子电池用作电源。这促使人们不断努力以提高电池的能量存储能力、功率能力、循环寿命和安全性能,以及降低其成本。锂-离子电池或锂离子电池指具有阳极的可充电电池,该阳极可以在高于锂金属的锂化学电位上存储大量锂。从历史上看,使用金属锂或锂合金作为负极的非水二次(可充电)电池是第一种能够产生高电压和具有高能量密度的充电电池。然而很明显,在早期电池的容量在循环中迅速降低,所谓海绵状锂和枝晶的生长损害了电池的可靠性和安全性,阻碍这种电池进入消费市场。重要的是,有人建议少数几种有时获得积极销路的锂金属充电电池在不高于约C/10(10小时)的倍率情况下充电,以减少枝晶生长。为了减轻锂和电解质组分之间的这种缓慢而又不可避免的反应,这些早期的电池与正极活性材料容量相比,通常包含4-5倍额外的金属锂。这样,循环过程中的可观测的容量衰减 ...
【技术保护点】
高容量、高充电倍率锂二次电池,包括: 与正极集电器电子接触的高容量含锂正极,所述集电器电连接于外部电路; 与负极集电器电子接触的高容量负极,所述集电器电连接于外部电路; 置于阴极和阳极之间并与二者离子接触的隔膜;和 与正极和负极离子接触的电解质, 其中所述电池的总面积比阻抗和正极与负极的相对面积比阻抗使负极电位在大于或等于4C的充电过程中高于金属锂的电位。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-2-6 60/542,5501.高容量、高充电倍率锂二次电池,包括:与正极集电器电子接触的高容量含锂正极,所述集电器电连接于外部电路;与负极集电器电子接触的高容量负极,所述集电器电连接于外部电路;置于阴极和阳极之间并与二者离子接触的隔膜;和与正极和负极离子接触的电解质,其中所述电池的总面积比阻抗和正极与负极的相对面积比阻抗使负极电位在大于或等于4C的充电过程中高于金属锂的电位。2.高容量、高充电倍率锂二次电池,包括:与正极集电器电子接触的含锂正极,所述集电器电连接于外部电路;与负极集电器电子接触的负极,所述集电器电连接于外部电路;置于阴极和阳极之间并与二者离子接触的隔膜;和与正极和负极离子接触的电解质,其中,正极和负极单位面积的充电容量各为至少0.75mA-h/cm2,而且其中所述电池的总面积比阻抗小于约20Ω-cm2。3.权利要求1的锂二次电池,其中,整个电池的面积比阻抗主要位于正极。4.权利要求1的锂二次电池,其中,正极和负极单位面积的充电容量各为至少0.75mA-h/cm2。5.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极和负极单位面积的电流容量各为至少1.0mA-h/cm2。6.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极和负极单位面积的充电容量各为至少1.5mA-h/cm2。7.权利要求1的锂二次电池,其中,所述电池的总面积比阻抗小-->于20Ω-cm2,而且其中,正极具有面积比阻抗r1,负极具有面积比阻抗r2,r1与r2的比率至少为约10。8.权利要求7的锂二次电池,其中,所述电池的总面积比阻抗约小于16Ω-cm2,而且其中,r1与r2的比率至少约为7。9.权利要求7的锂二次电池,其中,所述电池的总面积比阻抗约小于14Ω-cm2,而且其中,r1与r2的比率至少约为6。10.权利要求7的锂二次电池,其中,所述电池的总面积比阻抗约小于12Ω-cm2,而且其中,r1与r2的比率至少约为5。11.权利要求7的锂二次电池,其中,所述电池的总面积比阻抗约小于10Ω-cm2,而且其中,r1与r2的比率至少约为4。12.权利要求7的锂二次电池,其中,所述电池的总面积比阻抗约小于8Ω-cm2,而且其中,r1与r2的比率至少约为3。13.权利要求7的锂电池,其中,正极和负极单位面积的电流容量各至少为1.5mA-h/cm2。14.权利要求2的锂电池,其中,所述电池的总面积比阻抗小于约16Ω-cm2。15.权利要求2的锂电池,其中,所述电池的总面积比阻抗小于约14Ω-cm2。16.权利要求2的锂电池,其中,所述电池的总面积比阻抗小于约12Ω-cm2。17.权利要求2的锂电池,其中,所述电池的总面积比阻抗小于约10Ω-cm2。18.权利要求2的锂二次电池,其中,负极具有小于或等于约3.0Ω-cm2的面积比阻抗r2。19.权利要求2的锂二次电池,其中,负极具有小于或等于约2.5Ω-cm2的面积比阻抗r2。20.权利要求2的锂二次电池,其中,负极具有小于或等于约2.0Ω-cm2的面积比阻抗r2。21.权利要求2的锂二次电池,其中,负极具有小于或等于约1.5-->Ω-cm2的面积比阻抗r2。22.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极在10C的C-倍率测量的充放电容量大于1/10C的C-倍率测量的标称容量的90%。23.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极的导电性不会在充电状态中增加到2倍以上。24.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极的导电性不会在充电状态中增加到5倍以上。25.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极的电活性材料包括锂过渡金属磷酸盐。26.权利要求25的锂二次电池,其中,所述锂过渡金属磷酸盐的过渡金属包括钒、铬、锰、铁、钴和镍中的一种或多种。27.权利要求25的锂二次电池,其中,所述锂过渡金属磷酸盐的分子式是(Li1-xZx)MPO4,其中M是钒、铬、锰、铁、钴和镍中的一种或多种,Z是钛、锆、铌、铝或镁中的一种或多种,x值的范围约是0.005-0.05。28.权利要求27的锂二次电池,其中,Z从包含锆和铌的组中选出。29.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极具有大于约10m2/g的比表面积。30.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极具有大于约15m2/g的比表面积。31.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极具有大于约20m2/g的比表面积。32.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极具有大于约30m2/g的比表面积。33.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极的孔体积在约40体积%-70体积%的范围之内。34.权利要求1或2的锂二次电池,其中,正极厚度范围约为50-125μm。35.权利要求1或2的锂二次电池,其中,负极包括碳。-->36.权利要求35的锂二次电池,其中,负极包括石墨化碳。37.权利要求35的锂二次电池,其中,碳从包含石墨、球状石墨、中间相碳微珠和碳纤维的组中选出。38.权利要求35的锂二次电池,其中,碳的平均微粒尺寸小于约25μm。39.权利要求35的锂二次电池,其中,碳的平均微粒尺寸小于约15μm。40.权利要求35的锂二次电池,其中,碳的平均微粒尺寸小于约10μm。41.权利要求35的锂二次电池,其中,碳的平均微粒尺寸小于约6μm。42.权利要求35的锂二次电池,其中,负极的孔体积在约20-40体积%的范围之内。43.权利要求35的锂二次电池,其中,负极的厚度...
【专利技术属性】
技术研发人员:AS戈伊奇,AC楚,YM江,GN赖利,
申请(专利权)人:A一二三系统公司,
类型:发明
国别省市:US[美国]
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