[发明专利]复合电极和包括复合电极的锂离子电池组以及复合电极的制备方法

权利要求书

1.复合电极，所述复合电极具有导体，所述导体用包含活性电极材料、粘结剂和导电炭黑的电极物料涂布，其中电极物料在电极表面的方向上具有关于电极材料、电极粘合剂和导电添加剂的浓度梯度，活性电极材料的浓度梯度向导体的方向增大，和导电添加剂和粘合剂的浓度梯度向导体的方向减小，和

其中，活性电极材料具有锂扩散系数，和其中电极物料在电极表面方向上具有锂扩散能力的梯度，并且锂扩散能力的梯度向导体的方向减小，其中在电极物料中，粘结剂以1至4重量％的量存在，

其中，通过如下建立锂扩散能力的梯度：(1)在梯度方向上使用不同的活性电极材料或者在使用多个层时对于每个层使用不同的活性电极材料，和/或(2)在每个层中使用由相同活性电极材料组成的混合物，但是活性电极材料的份额沿着梯度或者在每个层中不同。

2.根据权利要求1所述的复合电极，其中电极物料基于体积计具有5至50％的孔隙度，并且近表面层中的孔隙度与近导体层中的孔隙度的比例为1.2至5。

3.根据权利要求2所述的复合电极，其中近表面层中的孔隙度与近导体层中的孔隙度的比例为1.5至4。

4.根据权利要求2所述的复合电极，其中近表面层中的孔隙度与近导体层中的孔隙度的比例为1.5至2.5。

5.根据权利要求1所述的复合电极，其中导电添加剂是导电炭黑。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的复合电极，其中在电极物料中，导电添加剂以1至4重量％的量存在。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的复合电极，其中在电极物料中，近导体层中的导电添加剂的以重量计的量与近表面层中的导电添加剂的以重量计的量的比例为1.2至5。

8.根据权利要求7所述的复合电极，其中在电极物料中，近导体层中的导电添加剂的以重量计的量与近表面层中的导电添加剂的以重量计的量的比例为1.5至4。

9.根据权利要求7所述的复合电极，其中在电极物料中，近导体层中的导电添加剂的以重量计的量与近表面层中的导电添加剂的以重量计的量的比例为1.5至2.5。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的复合电极，其中活性电极材料是选自碳、钛酸锂及其混合物的阳极材料。

11.根据权利要求10所述的复合电极，其中所述碳是合成石墨或天然石墨。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的复合电极，其中活性电极材料是选自锂-过渡金属氧化物的阴极材料。

13.根据权利要求12所述的复合电极，其中活性电极材料是选自锂-层状氧化物、锂-尖晶石、锂-橄榄石化合物、锂-硅酸盐化合物及其混合物的阴极材料。

14.根据权利要求1-5中任一项所述的复合电极，其中活性电极材料是选自高能-NCM的阴极材料。

15.根据权利要求1-5中任一项所述的复合电极，其中粘结剂选自聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、苯乙烯和丁二烯的共聚物、纤维素、纤维素衍生物及其混合物。

16.根据权利要求1-5中任一项所述的复合电极，其中活性电极材料或其混合物在室温20℃下的锂扩散系数为1.0x10^-4cm²s^-1至1.0x10^-14cm²s^-1，并且锂扩散能力的梯度向导体的方向减小。