包括纳米多孔硅阳极的固态锂离子电池制造技术

技术编号:42893428 阅读:30 留言:0更新日期:2024-09-30 15:12
本公开内容涉及一种锂离子电池,该锂离子电池包括:硅阳极,其包含沉积到集电器上的基本上纯的无定形多孔硅膜,并且包含多于一个柱状结构;电解质层,其包含一种或更多种固体组分;以及阴极层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍


技术实现思路

【技术保护点】

1.一种锂离子电池,包括:

2.根据权利要求1所述的电池,其中所述电解质层包含基于硫银锗矿硫化物的电解质。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电池,其中硅阳极材料构成硅膜以及铜集电器、镍集电器或钛集电器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其中所述阴极层包含:阴极活性材料,其选自锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂锰尖晶石、锂过渡金属氧化物、磷酸铁锂或其组合;以及导电碳材料。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池,其中硅阳极材料基本上仅包含硅,并且表现出包含纳米结晶区域的无定形结构。

6.根据权利要求1至5中任一项所...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种锂离子电池,包括:

2.根据权利要求1所述的电池,其中所述电解质层包含基于硫银锗矿硫化物的电解质。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电池,其中硅阳极材料构成硅膜以及铜集电器、镍集电器或钛集电器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其中所述阴极层包含:阴极活性材料,其选自锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂锰尖晶石、锂过渡金属氧化物、磷酸铁锂或其组合;以及导电碳材料。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池,其中硅阳极材料基本上仅包含硅,并且表现出包含纳米结晶区域的无定形结构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池,其中硅阳极材料具有多孔硅结构,所述多孔硅结构具有多于一个柱和在硅柱中的纳米尺寸的初级颗粒。

7.根据权利要求6所述的电池,其中硅层具有按照通过pecvd沉积条件测定的在从5%至80%的范围内的孔隙率。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池,其中所述硅膜已经直接沉积到所述集电器上,优选地通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)方法沉积到所述集电器上。

9.根据权利要求8所述的电池,其中所述硅膜已经通过物理气相沉积(pvd)方法、诸如通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)方法、化学气相沉积(cvd)方法、脉冲激光沉积(pld)方法、溅射和/或电化学喷涂方法沉积。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电池,其中所述硅膜能够沉积在所述集电器的一侧或两侧上。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电池,其中所述硅膜具有1μm直至30μm的厚度。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电池,其中所述硅膜具有优选地约5μm直至20μm的厚度,和/或0.1mg/cm2直至4.0mg/cm2的质量负载量。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电池,其中所述电解质层包含:基于硫化物的电解质,优选地选自硫银锗矿、li10gep2s12(lgps)、li7p3s11(lps)、裸露和掺杂的li7la3zr2o12(llzo)石榴石结构氧化物、卤化物电解质、nasicon型磷酸盐玻璃陶瓷,优选地(lagp)、氮氧化物,优选地锂磷氮氧化物或lipon的电解质;以及聚合物,优选地peo或pva;或它们的任何组合。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电池,其中所述阴极层包含阴极活性材料、固体电解质粉末、碳导电材料和铝集电器。

15.根据权利要求13或14所述的电池,其中所述阴极活性材料包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂锰尖晶石、磷酸铁锂或其组合。

16.根据权利要求14或15所述的电池,其中阴极层中的碳导电材料包括电子导电材料、炭黑导电材料、碳纳米纤维导电材料、碳纳米管材料、玻璃碳导电材料或石墨烯导电材料或其组合。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的电池,其中阴极材料包括与li6ps5cl颗粒材料共混的锂铌氧化物(linbo3)包覆的锂镍锰钴氧化物、优选地颗粒linbo3包覆的lini0.8mn0.1co0.1o2(nmc811)材料,更优选地nmc811:li6ps5cl的质量比在从90wt.%:10wt.%至60wt.%:40wt.%的范围内、更优选地在从80wt.%:20wt.%至65wt.%:35wt.%的范围内。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:李兆龙马尼斯·瓦格马克尔阿里扬·迪登裘利斯·玛斯罗汉·希瓦拉安奇·高雅尔伯耐特·乌斯特拉肯
申请(专利权)人:莱顿瓶科技私人有限责任公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1