[发明专利]用于电化学电池的离子传导复合材料

权利要求书

1.一种电化学电池，包含：

液体电解质，以及

电极，所述电极包含：

包含电活性材料的电活性层，所述电活性材料包含碱金属和/或碱土金属；以及

与所述电活性层相邻的复合层，所述复合层包含聚合物材料和嵌入所述聚合物材料内的多个颗粒，其中所述多个颗粒的孔隙率小于2体积％，并且最大截面尺寸大于所述复合层内的所述聚合物材料的平均厚度，其中所述多个颗粒的离子传导率为至少10^-5S/cm，其中对于所述多个颗粒的至少一部分，每个颗粒包含在所述复合层的第一表面处与所述电活性层直接接触的第一部分，以及在所述复合层的第二表面处暴露出来的第二部分，其中所述多个颗粒的至少一部分至少部分地嵌入所述电活性层内，并且其中所述复合层对所述电活性材料的离子具有传导性。

2.一种电化学电池，包含：

液体电解质，以及

电极，所述电极包含：

包含电活性材料的电活性层，所述电活性材料包含碱金属和/或碱土金属；

复合层，所述复合层具有第一表面和第二表面，所述第一表面与所述电活性层相邻，所述复合层包含聚合物材料；以及

嵌入所述复合层的所述聚合物材料内的多个颗粒，其中所述多个颗粒的孔隙率小于2体积％并且离子传导率为至少10^-5S/cm，其中对于所述多个颗粒的至少一部分，每个颗粒包含在所述复合层的所述第一表面处与所述电活性层直接接触的第一部分，以及在所述复合层的所述第二表面处暴露出来的第二部分，其中所述多个颗粒的至少一部分至少部分地嵌入所述电活性层内，以及

其中所述复合层对于所述电活性材料的离子具有传导性。

3.一种充电或放电之前的电化学电池，包含：

液体电解质，以及

电极，所述电极包含：

包含电活性材料的电活性层，所述电活性材料包含碱金属和/或碱土金属，其中所述电活性层的表面的峰谷粗糙度(Rz)小于或等于1微米；以及

与所述电活性层相邻的复合层，所述复合层包含聚合物材料和嵌入所述聚合物材料内的多个颗粒，其中所述多个颗粒的孔隙率小于2体积％并且离子传导率为至少10^-5S/cm，其中对于所述多个颗粒的至少一部分，每个颗粒包含在所述复合层的第一表面处与所述电活性层直接接触的第一部分，以及在所述复合层的第二表面处暴露出来的第二部分，以及其中所述多个颗粒的至少一部分至少部分地嵌入所述电活性层内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电化学电池，其中所述电活性材料包含锂。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学电池，其中所述电活性材料的表面粗糙度为至少1微米。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学电池，其中所述聚合物材料包含离子传导聚合物。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学电池，其中所述聚合物材料包含非离子传导聚合物。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学电池，其中所述聚合物材料不会溶胀超过所述聚合物材料的初始体积的10％。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学电池，其中所述聚合物材料在与所述电活性材料接触时是化学稳定的。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学电池，其中所述聚合物材料与所述电活性材料形成反应产物，其中所述反应产物不干扰包括所述聚合物材料的层的功能。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学电池，其中所述聚合物材料在与所述多个颗粒、所述液体电解质和/或多硫化物接触时是化学稳定的。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学电池，其中所述聚合物材料能够在低于25℃的温度下粘性流动。