专利汇可以提供能量存储装置的电池用电极以及制造该电极的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的方法用于将 碳 、 硅 、金属、金属 氧 化物等材料高速率淀积到由金属集流器限定的金属基底上。所述材料的颗粒与 流体 混合并且以高压和高速对着金属带喷射。所述材料的颗粒形成金属集流器的 活性层 。所述金属集流器用于 阴极 或 阳极 ,并且与隔离物组合而形成用于 电子 器件的二次 电池 的电池单元、金属-陶瓷膜、膜复 合金 属-陶瓷材料。,下面是能量存储装置的电池用电极以及制造该电极的方法专利的具体信息内容。
1、一种具有第一电极和第二电极以产生电力的电池单元,包括:
用于所述第一电极和第二电极中至少一个的金属集流器,所述金属 集流器具有相反的两侧;及
在所述金属集流器内部由第一颗粒和第二颗粒形成的活性芯,所述 第一颗粒与所述金属集流器成为一体并且从其延伸,所述第二颗粒与所 述第一颗粒连接,藉此来形成位于所述金属集流器内部的、所述活性芯 的多孔结构。
2、如权利要求1所述的电池单元,其中所述相反的两侧形成第一厚度。
3、如权利要求2所述的电池单元,所述金属集流器以及形成在其中的 所述活性芯形成第二厚度,所述第二厚度小于或基本等于所述第一厚度。
4、如权利要求3所述的电池单元,其中所述活性芯与聚合电解质混合, 并由其覆盖。
5、如权利要求3所述的电池单元,其中所述活性芯与固体结构的无机 电解质混合,并由其覆盖。
6、如权利要求3所述的电池单元,其中所述金属集流器由铝、铜、镍、 不锈钢或其它金属以及合金形成。
7、如权利要求4所述的电池单元,其中还包括绝缘条层,所述绝缘条 层连续地设置在所述相反两侧的其中一侧的附近,所述活性芯通过所述绝缘条 层暴露。
8、如权利要求7所述的电池单元,包括覆盖所述活性芯并且与所述绝 缘条层共面延伸的阳极层。
9、如权利要求7所述的电池单元,其中所述阳极层由锂、碳、氧化硅、 LTO、SnO、活性组份、及它们的氧化物中的至少一种形成。
10、如权利要求8所述的电池单元,包括在所述阳极层和所述绝缘条层 之上延伸的阳极集流器。
11、如权利要求10所述的电池单元,其中所述阳极集流器由铜形成。
12、如权利要求11所述的电池单元,包括在所述阳极集流器之上延伸的 绝缘层。
13、如权利要求1所述的电池单元,其中所述第一颗粒和所述第二颗粒 形成三维结构的网格,所述第二颗粒处于所述网格内并且与所述网格连接以界 定出所述活性层的孔。
14、如权利要求13所述的电池单元,其中所述网格还由与所述金属集流 器连续连接的所述第一颗粒界定,藉此来消除所述网格与所述金属集流器之间 的明显的界面。
15、如权利要求14所述的电池单元,其中所述第一颗粒以可扩散的方式 连接至所述第二颗粒和所述金属集流器,所述第二颗粒通过所述网格至少部分 地暴露,并且暴露到所述网格之外。
16、如权利要求15所述的电池单元,其中所述第一颗粒和所述第二颗粒 不受位于所述第一及第二颗粒与所述金属集流器之间的界面处的低导电膜的 约束。
17、如权利要求16所述的电池单元,其中所述第一颗粒互相熔合藉此来 形成所述网格的层间结构。
18、如权利要求17所述的电池单元,其中所述第一颗粒进一步限定为所 述金属集流器的所述金属的附着滴和结晶滴。
19、如权利要求18所述的电池单元,所述第二颗粒和所述金属集流器界 定出触点,所述触点的热分解温度低于所述第一颗粒的熔化温度。
20、如权利要求19所述的电池单元,所述第二颗粒的尺寸范围为至少 50nm~至多500nm,并且所述第一颗粒的尺寸范围为至少5nm~至多100nm。
21、如权利要求20所述的电池单元,其中由所述网格界定的所述孔最多 为所述活性芯体积的60%。
22、如权利要求21所述的电池单元,所述第二颗粒进一步限定为硅、碳、 锗、氧化物、盐类、陶瓷组份以及它们的组合物。
23、如权利要求20所述的电池单元,其中所述网格的形成是下述过程的 结果:撞击到所述金属集流器的所述第二颗粒导致所述金属集流器的局部温度 升高,所述金属集流器的温度升高、局部熔化以及超声空化导致形成气溶胶滴, 以及所述气溶胶滴的固化而形成所述第一颗粒。
24、一种产生电力的电池单元,包括:
分别由金属集流器形成的第一电极和第二电极,所述金属集流器具 有界定出初始厚度的相反两侧,
由第一颗粒和第二颗粒形成的活性芯,所述第一颗粒与所述第一及 第二电极中至少一个电极的所述金属集流器成为一体并且从其延伸,所 述第二颗粒与所述第一颗粒连接,藉此来形成位于所述金属集流器内部 的所述活性芯的具有三维结构的多孔网格,藉此形成与所述活性芯成为 一体的所述金属集流器,所述活性芯具有至多等于所述初始厚度的第二 厚度,所述活性芯与电解质混合并由其覆盖,
所述第一颗粒互相熔合藉此来形成所述网格的层间结构;
所述第二颗粒和所述金属集流器界定出触点,所述触点的热分解温 度低于所述第一颗粒的熔化温度;
绝缘条层,所述绝缘条层连续地设置在所述第一电极和第二电极的 至少之一的所述金属集流器的所述相反两侧中的一侧的附近,所述活性 芯通过所述绝缘条层暴露;
由锂形成的阳极层,所述阳极层覆盖所述活性芯并且与所述绝缘条 层共面延伸;
由铜形成的阳极集流器,所述阳极集流器在所述阳极层和所述绝缘 条层之上延伸;
在所述阳极集流器之上延伸的绝缘层,所述阳极集流器夹在所述阳 极层和所述绝缘层之间。
25、一种形成电池单元的方法,所述电池单元具有第一电极和第二电极, 所述第一及第二电极各由具有相反两侧的金属集流器形成,所述方法包括步 骤:
使得具有界定在所述相反两侧之间的初始厚度的所述金属集流器沿 着装配路径移动;
通过使得与所述金属集流器成为一体并从其延伸的第一颗粒与所述 第二颗粒互联,从而在所述金属集流器内部形成活性芯的多孔结构,从 而形成位于所述金属集流器内部的活性芯;并且
形成与所述活性芯成为一体的所述金属集流器,所述活性芯的最终 厚度不超过所述金属集流器的所述初始厚度。
26、如权利要求25所述的方法,包括使用电解质混合并覆盖所述活性芯 的步骤。
27、如权利要求26所述的方法,包括将绝缘条层连接至所述第一及第二 电极的至少一个电极的所述金属集流器的所述相反两侧中的一侧的步骤,所述 活性芯通过所述绝缘条层暴露。
28、如权利要求27所述的方法,包括使用由锂形成的并且与所述绝缘条 层共面延伸的阳极层覆盖所述活性芯的步骤。
29、如权利要求28所述的方法,包括使用由铜形成的阳极集流器覆盖所 述阳极层的步骤。
30、如权利要求29所述的方法,包括将绝缘层连接至所述阳极集流器的 步骤。
31、如权利要求30所述的方法,包括将喷射机构放置成与所述金属集流 器大致垂直以将已加热的所述第二颗粒喷射到所述第一及第二电极中至少一 个的所述金属集流器上的步骤。
32、如权利要求31所述的方法,其中形成所述活性芯的步骤进一步限定 为,使得所述第二颗粒撞击所述金属集流器以升高所述金属集流器的表面温 度,藉此导致所述金属集流器响应由所述撞击造成的温度升高而熔化出大量气 溶胶滴,并且将所述气溶胶滴固化为所述第一颗粒,以形成所述活性芯的多孔 结构,而所述第二颗粒与所述第一颗粒连接并且处在所述第一颗粒内。
33、如权利要求32所述的方法,其中形成所述活性芯的步骤进一步限定 为,由互相可熔合地连接的所述第一颗粒与所述第二颗粒形成三维结构的网 格。
34、如权利要求33所述的方法,其中喷射所述第二颗粒的步骤进一步限 定为,加速所述第二颗粒活性材料,并且在超声速度下将所述活性材料导向所 述第一及第二电极中至少一个的所述金属集流器。
35、如权利要求34所述的方法,包括响应所述撞击而使所述第一及第二 颗粒中的至少一种颗粒破裂为纳米尺寸。
36、如权利要求35所述的方法,包括沿所述装配路径对其中夹有隔离物 的所述第一及第二电极进行密封,以形成连续的能量转换带。
37、如权利要求31所述的方法,所述形成活性芯的步骤进一步限定为, 形成这样一种电池单元的步骤,所述电池单元具有作为所述第一电极的阴极和 作为所述第二电极的阳极,并且在所述阴极和阳极内形成有所述活性芯。
本发明涉及电化学装置的电池单元的电极,所述电池单元具有提高的单元 充电容量、循环稳定性、能量和功率。本发明还涉及制造所述电极的方法。
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