电化学电芯中的过充电保护制造技术

本文描述的实施方案涉及通过利用电池材料固有的性质在电化学电芯中过充电保护的系统和方法。过充电抑制物设置在阳极和阴极的至少一个中并经构造为当满足触发条件时抑制离子转移。在一些实施方案中，触发条件可为阳极与阴极之间的电压差。在一些实施方案中，触发条件可为阳极和/或阴极中的温度。在一些实施方案中，过充电抑制物可包括设置在阴极和/或阳极中经构造为当满足触发条件时产生气体的化合物。在一些实施方案中，过充电抑制物可包括设置在阴极和/或阳极中经构造为当满足触发条件时吸收一部分液体电解质并膨胀的多个颗粒。粒。粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学电芯中的过充电保护
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2019年9月6日提交的并且题目为“Overcharge Protection in Electrochemical Cells”的美国临时申请号62/896,684的优先权和权益，其完整公开内容通过引用全部并入本文。
[0003]背景
[0004]将电池充电超过它的预期荷电状态可引起各种问题，包括但不限于不期望的气体生成、过量产热、火灾危险和电解质蒸发。目前使用的过充电保护方法经常需要外部设备，实施成本高且不适用于所有电池构造。例如，外部设备难以在袋式电池结构中实施。持续的挑战是产生内置式安全机制用于电化学电芯中的过充电保护。这样的电芯或电芯系统可允许电池安全地充电而没有对电池可使用寿命的任何明显损害。
[0005]概述
[0006]本文描述的实施方案涉及通过利用电池材料固有的性质在电化学电芯中过充电保护的系统和方法。电化学电芯包括设置在阴极集流体上的阴极，设置在阳极集流体上的阳极和设置在阳极与阴极之间的分隔体。过充电抑制物设置在阳极和阴极的至少一个中并经构造为当满足本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.电化学电芯，包含：设置在阳极集流体上的阳极；设置在阴极集流体上的阴极；设置在阳极与阴极之间的分隔体；和设置在阳极和阴极的至少一个中并经构造为当满足触发条件时抑制离子运动的过充电抑制物。2.根据权利要求1所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在阴极中的化合物，所述化合物经构造为当阴极中的温度大于或等于预定温度值时产生气体，并且其中所述气体抑制阴极与阴极集流体之间的电接触。3.根据权利要求2所述的电化学电芯，其中所述化合物包括以下至少一种：环己基苯、联苯、对三联苯、二苯醚、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、噻吩、3
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氯噻吩、呋喃、γ
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丁内酯、乙腈和亚硫酸乙二醇酯。4.根据权利要求1所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在阴极中的多个颗粒，所述多个颗粒经构造为当阴极中的温度大于或等于预定温度值时吸收一部分电解质溶液并在阴极中膨胀并抑制阴极内离子的流动路径，并且其中所述多个颗粒抑制阴极与阴极集流体之间的电接触。5.根据权利要求4所述的电化学电芯，其中所述多个颗粒包括以下至少一种：聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚硅氧烷和羧甲基纤维素。6.根据权利要求1所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在阴极中的化合物，所述化合物经构造为当阳极与阴极之间的电势差大于或等于预定电压值时产生气体，并且其中所述气体抑制阴极与阴极集流体之间的电接触。7.根据权利要求6所述的电化学电芯，其中所述化合物包括以下至少一种：环己基苯、联苯、对三联苯、二苯醚、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、噻吩、3
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氯噻吩、呋喃、γ
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丁内酯、乙腈和亚硫酸乙二醇酯。8.根据权利要求1所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在阴极中的多个颗粒，所述多个颗粒经构造为当阳极与阴极之间的电势差大于或等于预定电压值时吸收一部分电解质溶液并在阴极中膨胀并抑制阴极内离子的流动路径，并且其中所述多个颗粒抑制阴极与阴极集流体之间的电接触。9.根据权利要求1所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在阳极中的化合物，所述化合物经构造为当阳极中的温度大于或等于预定温度值时产生气体，并且其中所述气体抑制阳极与阳极集流体之间的电接触。10.根据权利要求9所述的电化学电芯，其中所述化合物包括以下至少一种：环己基苯、联苯、对三联苯、二苯醚、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、噻吩、3
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氯噻吩、呋喃、γ
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丁内酯、乙腈和亚硫酸乙二醇酯。11.根据权利要求1所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在阳极中的多个颗粒，所述多个颗粒经构造为当阳极中的温度大于或等于预定温度值时吸收一部分电解质溶液和在阳极中膨胀并抑制阴极内离子的流动路径，并且其中所述多个颗粒抑制阳极与阳极集流体之间的电接触。12.根据权利要求1所述的电化学电芯，其中阴极是半固体。
13.电化学电芯，包含：设置在第一集流体上的第一电极材料；设置在第二集流体上的第二电极材料；和设置在第一电极材料和第二电极材料之间的分隔体，其中第一电极材料是半固体电极材料，所述半固体电极材料包括经构造为当满足触发条件时阻止离子运动的过充电抑制物。14.根据权利要求13所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在所述半固体电极材料中的化合物，所述化合物经构造为当所述半固体电极材料中的温度大于或等于预定温度值时产生气体，并且其中所述气体抑制所述半固体电极材料和第一集流体或第二集流体之间的电接触。15.根据权利要求14所述的电化学电芯，其中所述化合物包括以下至少一种：环己基苯、联苯、对三联苯、二苯醚、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、噻吩、3
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氯噻吩、呋喃、γ
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丁内酯、乙腈和亚硫酸乙二醇酯。16.根据权利要求13所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在所述半固体电极材料中的多个颗粒，所述多个颗粒经构造为当所述半固体电极材料中的温度大于或等于预定温度值时吸收一部分电解质溶液和在所述半固体电极材料中膨胀并抑制所述半固体电极材料内离子的流动路径，并且其中所述多个颗粒抑制所述半固体电极材料和第一集流体或第二集流体之间的电接触。17.根据权利要求16所述的电化学电芯，其中所述多个颗粒包括以下至少一种：聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚硅氧烷和羧甲基纤维素。18.根据权利要求13所述的电化学电芯，其中过充电抑制物包括设置在所述半固体电极材料中的化合物，所述化合物经构造为当第一电极材料和第二电极材料之间的电势差大于或等于预定电压值时产生气体，并且其中所述气体抑制所述半固体电极材料和第一集流体或第二集流体之间的电接触。19.电化学电芯，包含：设置在第一集流体上的第一电极，该第一电极包括过充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：草地雄树，太田直树，陈君政，
申请(专利权)人：二四M技术公司，
类型：发明
国别省市：