[发明专利]用于被保护的活性金属阳极的适应性密封结构

权利要求书

1.一种被保护的阳极体系，包括：

具有第一表面和第二表面的活性金属阳极；

与阳极的第一表面处于物理连续性的离子传导的保护性膜体系；

与阳极的第二表面处于物理连续性的活性金属阳极底板；和

与保护性膜体系和阳极底板界面相接以将阳极封装在阳极室内的适 应性密封结构，该密封结构适应于阳极厚度的变化使得阳极、保护体系和 底板之间的物理连续性得到维持，且阳极室厚度的变化响应于阳极厚度和 适应性密封结构的弯曲特性的变化；

其中离子传导的保护性膜体系包括一种或多种材料，该材料被配置为 提供与阳极相接触的与阳极的活性金属化学相容的第一膜表面，和相对于 阳极室的外部环境基本密封且化学相容的第二膜表面；和

其中密封结构与保护性膜体系和阳极底板界面相接以提供阳极室 的内部和外部之间的基本密封的屏障；和

其中活性金属阳极选自碱金属、碱土金属，或与Ca、Mg、Sn、Ag、 Zn、Bi、Al、Cd、Ga、In、Sb的二元或三元碱金属合金、锂嵌入和钠嵌 入化合物；且其中活性金属阳极为至少10微米厚。

2.一种电池组电池，包括：

被保护的阳极体系，包括，

具有第一表面和第二表面的活性金属阳极；

与阳极的第一表面处于物理连续性的离子传导的保护性膜体系；

与阳极的第二表面处于物理连续性的活性金属阳极底板；和

与保护性膜体系和阳极底板界面相接以将阳极封装在阳极室内的 适应性密封结构，该密封结构适应于阳极厚度的变化使得阳极、保护 体系和底板之间的物理连续性得到维持，且阳极室厚度的变化响应于 阳极厚度和适应性密封结构的弯曲特性的变化；

与离子传导的保护性膜体系相接触的阴极室，该阴极室包括阴极结构 件和阴极电解液，其中阴极结构件包括电子传导组分，且阴极结构件和阴 极电解液中至少之一包括离子传导组分和电化学活性组分中的至少一种， 其中至少阴极结构件和阴极电解液中之一包括活性金属腐蚀成分；

其中离子传导的保护性膜体系包括一种或多种材料，该材料被配置为 提供与阳极相接触的与阳极的活性金属化学相容的第一膜表面，和相对于 阳极室基本密封且化学相容的第二膜表面；

其中密封结构与保护性膜体系和阳极底板界面相接以提供阳极室的 内部和外部之间的基本密封的屏障；

且其中活性金属阳极选自碱金属、碱土金属，或与Ca、Mg、Sn、 Ag、Zn、Bi、Al、Cd、Ga、In、Sb的二元或三元碱金属合金、锂嵌入和 钠嵌入复合物；其中活性金属阳极至少10微米厚。

3.如权利要求1所述的被保护的阳极体系或权利要求2所述的电池 组电池，其中活性金属为锂。

4.如权利要求1所述的被保护的阳极体系或权利要求2所述的电池 组电池，其中活性金属阳极的厚度为至少1mm。

5.如权利要求1所述的被保护的阳极体系或权利要求2所述的电池 组电池，其中底板是与活性金属阳极和阳极室的外部环境化学相容的基本 密封的结构。

6.如权利要求5所述的被保护的阳极体系或电池组电池，其中阳极 底板为第二离子传导的保护性膜体系；

其中第二离子传导的保护性膜体系包括一种或多种材料，该材料被 配置为提供与阳极相接触的与阳极的活性金属化学相容的第一膜表面，和 相对于阳极室的外部环境基本密封且化学相容的第二膜表面。

7.如权利要求5所述的被保护的阳极体系或电池组电池，其中阳极 底板包括阳极集流器。

8.如权利要求1所述的被保护的阳极体系或权利要求2所述的电池 组电池，其中适应性密封结构包括金属。

9.如权利要求1所述的被保护的阳极体系或权利要求2所述的电池 组电池，其中适应性密封结构包括聚合物。

10.如权利要求1所述的被保护的阳极体系或权利要求2所述的电 池组电池，其中适应性密封结构为具有至少两个的多个材料层的多层层压 材料。