[发明专利]三维电极结构和具有电极结构的电池

说明书

三维(3D)电极结构包括：电极集电板；多个活性材料板，设置在电极集电板上并且从电极集电板突出；以及分隔壁，布置在电极集电板上并且在平面图中基本上垂直于多个活性材料板从而提供多个活性材料板的结构稳定性，其中3D电极结构可以是彼此间隔开并且电解质层位于其间的两个电极结构之一。

技术领域

本发明的示范实施方式涉及三维电极结构和包括该电极结构的电池。

背景技术

根据电子技术的发展，诸如移动式电话、游戏机、便携式多媒体播放器(PMP)或者动态图像专家组音频层-3(MP3)播放器的移动式电子装置和诸如智能电话、智能平板、电子书终端、平板计算机、可穿戴移动式医疗装置的各种移动式电子装置的市场迅速增长。因此，对于适合于驱动这样的移动式电子装置的电池的需要也增加。

不同于不可再充电的一次电池，二次电池是可再充电和可再放电的。具体地，锂二次电池具有比镍镉电池或者镍氢电池更高的电压，并且具有每单位重量的高能量密度。近来，正在进行通过使用三维电极来提供高容量二次电池的研究。

发明内容

提供一种三维(3D)电极结构和包括3D电极结构的电池。

附加的示范实施方式将在随后的描述中部分地阐述，并且将由该描述而部分地清楚，或者可以通过本示范实施方式的实践而习知。

根据示范实施方式的一示范实施方式，3D电极结构包括：电极集电板；多个活性材料板，设置在电极集电板上以从电极集电板突出；以及分隔壁，布置在电极集电板上并且在平面图中基本上垂直于多个活性材料板。电极结构可以被理解为其中多个活性材料板设置在电极集电板上以从电极集电板突出的3D结构。

在示范实施方式中，多个分隔壁可以被提供并且在多个活性材料板的长度方向上以等间隔布置。至少一些分隔壁也可以沿着多个活性材料板的长度方向以改变的间隔布置。

在示范实施方式中，分隔壁可以基本上平行于彼此布置。分隔壁可以具有平坦的平面形状。在替代的示范实施方式中，分隔壁可以具有弯曲的平面形状。

在示范实施方式中，多个活性材料板可以具有平面形状。

在示范实施方式中，多个活性材料板可以基本上垂直于电极集电板的平面表面，分隔壁可以基本上垂直于电极集电板和多个活性材料板。即，分隔壁基本上垂直于电极集电板和多个活性材料板可以指的是分隔壁在截面图(例如，侧视图)中基本上垂直于电极集电板的平面表面并且在平面图(例如，俯视图)中也基本上垂直于活性材料板的平面表面。换言之，分隔壁基本上垂直于多个活性材料板的长度方向。然而，至少一些分隔壁也可以关于多个活性材料板倾斜地布置。

在示范实施方式中，分隔壁关于电极集电板的平面表面具有与多个活性材料板相同的高度。

在示范实施方式中，分隔壁和多个活性材料板可以包括相同组分的活性材料。在替代的示范实施方式中，分隔壁和多个活性材料板可以包括不同组分的活性材料。在替代的示范实施方式中，分隔壁可以包括非活性材料。

在示范实施方式中，3D电极结构可以还包括设置在分隔壁内部并且电接触电极集电板的分隔壁内部集电层。分隔壁内部集电层可以包括电导体。电导体可以例如是金属、导电聚合物、导电陶瓷或者碳结构。

在示范实施方式中，分隔壁内部集电层可以具有从电极集电板的平面表面突出并且延伸的平面形状。分隔壁内部集电层可以基本上垂直于电极集电板的平面表面。分隔壁内部集电层可以在分隔壁内部基本上平行于分隔壁。分隔壁内部集电层可以插入到分隔壁中，分隔壁内部集电层的两个表面可以接触分隔壁。分隔壁内部集电层的第一端部可以接触电极集电板，分隔壁内部集电层的与第一端部相反的第二端部可以接触电解质层或者可以设置在分隔壁内部。

在示范实施方式中，多个活性材料板可以以等间隔布置在电极集电板上。