[发明专利]电极及包含其的锂离子电池

说明书

电极、以及包含其的锂离子电池。该电极包含活性材料层、导电层、以及，不导电层。该导电层配置于该活性材料层的上表面。该导电层包括第一多孔膜与导电的亲锂材料，且该导电的亲锂材料披覆于该第一多孔膜的表面。该不导电层包括第二多孔膜与不导电的亲锂材料，且该不导电的亲锂材料披覆于该第二多孔膜的表面。根据本发明实施方式，该导电层配置于该活性材料层与该不导电层之间，且所述亲锂材料与锂的结合能(ΔG)小于或等于‑2.6eV。

技术领域

本发明关于一种电极及包含其的锂离子电池，更特别地关于一种用于锂离子电池的电极及包含其的锂离子电池。

背景技术

锂离子二次电池已成为商业化电池的主流，并朝向更轻薄短小、能量密度更高、寿命更长及更安全的方向努力。现行液态锂离子电池的重量能量密度偏低，循环寿命有限，导致单位蓄电成本居高不下。但是单方面提升电池的能量密度，容易加速诱发电化学电池一连串安全问题，其中包含漏液、膨罐、发热、冒烟、燃烧、或爆炸等问题，严重限制使用性。

枝晶生长为电池充电期间发生的现象，藉此，活性物质(通常为诸如锌或锂的金属)自氧化态还原且沉积于基材上。依据充电条件，金属可呈树枝形式沉积，进而穿透隔离膜。因此，锂离子二次电池在充电时若于负极上产生树枝状结晶物，有造成短路引起爆炸之虞。

综上所述，业界目前仍需发展新的电池结构组配设计以解决习知技术所遭遇到的问题，并延长电池寿命以及提升电池性能。

发明内容

本发明提供一种电极。该电极包含：活性材料层，包含铜金属、含铜合金、锂金属、含锂合金、或上述的组合；导电层配置于该活性材料层的上表面，包括第一多孔膜与导电的亲锂材料，且该导电的亲锂材料披覆于该第一多孔膜的表面；以及，不导电层，包括第二多孔膜与不导电的亲锂材料，且该不导电的亲锂材料披覆于该第二多孔膜的表面。根据本发明实施方式，该导电层配置于该活性材料层与该不导电层之间，且所述亲锂材料与锂的结合能(ΔG)小于或等于-2.6eV。

根据本发明实施方式，本发明还提供一种锂离子电池，包含：负极，其中该负极为本发明上述电极；固态电解质膜；以及正极，其中该固态电解质膜配置于该正极与该负极之间。

附图说明

图1为本发明实施方式所述电极的示意图。

图2为图1所述电极其导电层14的区域2的放大示意图。

图3为图1所述电极其不导电层16的区域3的放大示意图。

图4为本发明某些实施方式所述电极其导电层14的区域2的放大示意图。

图5为本发明某些实施方式所述电极其不导电层16的区域3的放大示意图。

图6为本发明某些实施方式所述电极其导电层14的区域2的放大示意图。

图7为本发明实施方式所述电极的示意图。

图8为本发明实施方式所述锂离子电池的示意图。

图9为本发明某些实施方式所述锂离子电池的示意图。

图10为本发明其它实施方式所述锂离子电池的示意图。

图11为比较例1、比较例2、以及比较例4所述电池其极化电压与充放电循环关系图。

图12为比较例1、比较例5、以及实施例1所述电池其极化电压与充放电循环关系图。

图13为比较例1、比较例8、以及实施例2所述电池其极化电压(V)与充放电循环关系图。

图14为比较例1、比较例3、以及比较例5所述电池其极化电压(V)与充放电循环关系图。

图15为比较例2及实施例2所述电池其极化电压(V)与充放电循环次数关系图。