【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于沉积活性材料的模板电极结构相关申请的交叉引用本申请要求2010 年 3 月 3 日提交的题为 “Electrochemical ActiveStructuresContaining Silicides”的美国临时申请61/310,183的权益,出于所有目的将所述申请通过引用以全文并入本文。本申请是Cui等人在2009年5月7日提交的题为“ELECTRODEINCLUDINGNANOSTRUCTURES FOR RECHARGEABLE CELLS”的美国专利申请 12/437,529 的部分继续申请。
技术介绍
对于高容量可充电蓄电池的需求强劲且每年都在增加。许多应用诸如航空和航天、卫生器材、便携式电子设备、和汽车应用都需要高重量容量和/或体积容量的电池。在这些领域中锂离子电极工艺提供了一些改善。然而,迄今为止,锂离子电池主要用石墨制造,石墨只有372mAh/g的理论容量。 硅、锗、锡和许多其它材料由于其高电化学容量而成为有吸引力的活性材料。例如,硅具有约4200mAh/g的理论容量,其对应于Li44Si相。然而,这些材料材料中有许多尚未广泛用于商用的锂离子蓄电池。一个原因在于这些材料中的一些在循环过程中表现出显著的体积变化。例如,硅在被充电到其理论容量时膨胀达400%。这种程度的体积变化可以弓丨起活性物质结构中的显著应力,弓I起破裂和粉碎、电极内的电连接和机械连接失效、以及容量减小。常规的电极包括用于将活性材料保持在基材上的聚合物粘合剂。大多数的聚合物粘合剂的弹性不足以容纳一些高容量材料的大膨胀。结果,活性物质颗粒倾向于彼此分离以及与集流体分离。总的说来, ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.03 US 61/310,1831.用于锂离子电池的电化学活性的电极材料,所述电化学活性的电极材料包含 包含金属硅化物的纳米结构化模板;和 涂覆所述纳米结构化模板的电化学活性材料层,所述电化学活性材料配置为在锂离子电池的循环过程中接受和释放锂离子, 其中所述纳米结构化模板促进去往和来自电化学活性材料的电流的传导且为电化学活性材料层提供支撑。2.权利要求I的电化学活性的电极材料,其中所述金属硅化物选自硅化镍、硅化钴、硅化铜、硅化银、硅化铬、硅化钛、硅化铝、硅化锌、和硅化铁。3.权利要求2的电化学活性的电极材料,其中所述金属硅化物包括选自Ni2Si、NiSi,和NiSi2的至少两种不同的硅化镍相。4.权利要求I的电化学活性的电极材料,其中所述电化学活性材料选自晶态硅、非晶硅、氧化硅、氧氮化硅、包含锡的材料、包含锗的材料、和包含碳的材料。5.权利要求I的电化学活性的电极材料,其中纳米结构化模板包含含有硅化物的纳米线。6.权利要求5的电化学活性的电极材料,其中包含硅化物的纳米线的平均长度为约I微米到200微米。7.权利要求5的电化学活性的电极材料,其中包含硅化物的纳米线的平均直径为低于约100纳米。8.权利要求I的电化学活性的电极材料,其中所述电化学活性材料层的平均厚度为至少约100纳米。9.权利要求I的电化学活性的电极材料,其中所述活性材料与模板的体积比为至少约5。10.权利要求I的电化学活性的电极材料,其中所述电化学活性材料层包含非晶硅,所述层的平均厚度至少为约100纳米;且其中纳米结构化模板包含平均长度为约10微米到50微米和平均直径低于约50、30、20、和10纳米的硅化镍纳米线。11.权利要求I的电化学活性的电极材料,其中,在使电化学活性的电极材料在锂离子电池中循环之前,用ー种或多种以下材料掺杂电化学活性材料层磷、硼、镓、和锂。12.权利要求I的电化学活性的电极材料,还包含在电化学活性材料层上方形成的壳,其中所述壳包括选自碳、铜、聚合物、硫化物、锂磷氧氮化物(LIPON)、金属氧化物、和包含氟的化合物的ー种或多种材料。13.权利要求I的电化学活性的电极材料,其中电化学活性材料具有至少约500mAh/g的理论锂化容量。14.用于锂离子电池的锂离子电极,所述锂离子电极包含 电化学活性的电极材料;和 与所述电化学活性的电极材料电连通且包括金属硅化物的金属的集流体基材, 所述电化学活性的电极材料包含 包含金属硅化物的纳米结构化模板;和 涂覆所述纳米结构化模板的电化学活性材料层,所述电化学活性材料配置为在锂离子电池的循环过程中接受和释放锂离子,其中所述纳米结构化模板促进去往和来自电化学活性材料的电流的传导。15.权利要求14的锂离子电极,其中纳米结构化模板包括固定于基材的纳米线,所述纳米线包括自由末端和固定于基材的末端。16.权利要求15的锂离子电极,其中所述电化学活性材...
【专利技术属性】
技术研发人员:G·E·洛夫尼斯,W·S·德尔哈根,R·法兴,韩松,刘祖琴,
申请(专利权)人:安普雷斯股份有限公司,
类型:
国别省市:
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。