[发明专利]锂电极和包含该锂电极的锂二次电池

权利要求书

1.一种锂电极，包含：

电极复合材料，其包含多孔金属集流体和嵌入存在于所述金属集流体中的孔中的锂金属，其中所述锂金属按所述电极复合材料的总重量计以1至50重量％的量嵌入；以及

用于锂离子传导的保护膜，所述保护膜在所述电极复合材料的至少一个表面上形成；

其中所述金属集流体由选自以下的任一种制成：铜、镍、铁、铬、锌、不锈钢及其混合物。

2.根据权利要求1所述的锂电极，其中所述金属集流体具有50至99％的孔隙率。

3.根据权利要求1所述的锂电极，其中所述孔具有5至500μm的尺寸。

4.根据权利要求1所述的锂电极，其中所述金属集流体呈金属网或金属泡沫的形式。

5.根据权利要求1所述的锂电极，其中用于锂离子传导的所述保护膜由选自以下的任一种制成：聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯(PVDF-共聚-HFP)、LiPON、Li₃N、Li_xLa_1-xTiO₃、Li₂S-GeS-Ga₂S₃及其混合物，其中0<x<1。

6.根据权利要求1所述的锂电极，其中用于锂离子传导的所述保护膜具有0.01至50μm的厚度。

7.一种锂二次电池，包含：

电极组合件，其包含阴极、阳极以及置于其间的隔板；

用于接纳所述电极组合件的电池壳；以及

被引进所述电池壳内以含浸于所述电极组合件中的非水性电解质溶液，

其中所述阳极为根据权利要求1至6中任一项所述的锂电极。

8.根据权利要求7所述的锂二次电池，其中所述阴极包含选自以下的阴极活性材料：LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiCoPO₄、LiFePO₄、LiNiMnCoO₂、LiNi_1-x-y-zCo_xM1_yM2_zO₂及其混合物，其中M1和M2各自独立地选自Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为形成氧化物的元素的原子分数，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，且x+y+z≤1。

9.根据权利要求7所述的锂二次电池，其中所述隔板为由选自以下的任一种制成的多孔基材：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二酯及其混合物。

10.根据权利要求7所述的锂二次电池，其中所述非水性电解质溶液包含有机溶剂和电解质盐。

11.根据权利要求10所述的锂二次电池，其中所述有机溶剂为选自以下的任一种：碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸乙基甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲基乙基醚、甲基丙基醚、乙基丙基醚、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、σ-戊内酯、ε-己内酯及其混合物。