CN104040764A

Stationary semi-solid battery module and method of manufacture

Abstract

The present invention provides an electrochemical cell and a manufacturing method thereof. The electrochemical cell includes an anode, a semi-solid cathode, and a separator disposed therebetween. The semi-solid cathode includes a porous current collector and a suspension of active material and conductive material arranged in a non-aqueous liquid electrolyte. The porous current collector is at least partially disposed in the suspension so that the suspension substantially encapsulates the porous current collector.

CN104040764A, drawing sheet 1
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Projected expiry 7 September 2032, counted from filing; an application has no term until it is granted.

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37 claims: 7 independent, 30 dependent

  1. 1
    一种电化学电池,包括: 阳极; 半固体阴极,其包括处于非水液体电解质中的活性物质和导电物质的悬浮液,该半固 体阴极具有设置在其中的多孔集流体,使得该半固体阴极基本上包封集流体;和 设置在阳极与半固体阴极之间的分隔体。
  2. 2
    根据权利要求1所述的电化学电池,其中多孔集流体的至少一部分延伸超出分隔体 以形成引线。
  3. 3
    根据权利要求1所述的电化学电池,其中多孔集流体具有约50微米至约5, 000微米 的厚度。
  4. 4
    根据权利要求1所述的电化学电池,其中多孔集流体为刚性的并且在不受支撑时为 基本上平坦的。
  5. 5
    根据权利要求1所述的电化学电池,其中多孔集流体是由丝网、板网框架、网状材 料、网、板网、工程化微构架和泡沫中的至少一者形成。
  6. 6
    根据权利要求1所述的电化学电池,其中多孔集流体为金属性的。
  7. 7
    根据权利要求1所述的电化学电池,其中多孔集流体为非金属性的。 根据权利要求1所述的电化学电池,其中多孔集流体包括铝。
  8. 8
    9. 一种电化学电池,包括: 至少部分由分隔体限定的阳极腔; 设置在阳极腔中并且配置成基本上填充阳极腔的多孔集流体; 设置在阳极腔中至少部分嵌入集流体中的阳极半固体悬浮液; 至少部分由分隔体限定的阴极腔; 设置在阴极腔中并且配置成基本上填充阴极腔的多孔集流体;和 设置在阴极腔中至少部分嵌入集流体中的阴极半固体悬浮液。
  9. 9
    10. 根据权利要求9所述的电化学电池,其中设置在阳极腔中的多孔集流体的至少一 部分延伸超出分隔体并且至阳极腔外以形成阳极引线。
  10. 10
    11. 根据权利要求9所述的电化学电池,其中设置在阴极腔中的多孔集流体的至少一 部分延伸超出分隔体并且至阴极腔外以形成阴极引线。
  11. 11
    12. 根据权利要求9所述的电化学电池,其中至少一个多孔集流体具有约50微米至约 5,000微米的厚度。
  12. 12
    13. 根据权利要求9所述的电化学电池,其中至少一个多孔集流体为刚性的并且在不 受支撑时为基本上平坦的。
  13. 13
    14. 一种电极,其包含 多孔电子导电基材;和 嵌入多孔基材中的半固体电极材料,该半固体电极材料包括处于非水液体电解质中的 活性物质和导电物质的悬浮液。
  14. 14
    15. 根据权利要求14所述的电极,其中多孔基材为刚性的并且在不受支撑时为基本上 平坦的。
  15. 15
    16. 根据权利要求14所述的电极,其中多孔基材具有约50微米至约5,000微米的厚 度。 17.根据权利要求14所述的电极,其中将多孔基材的至少一个部分折叠并压缩以形成 集成的电极引线。 1 一种制造电化学电池的方法,该方法包括: 向阳极腔转移阳极半固体悬浮液,该阳极腔具有设置在其中的第一多孔电子导电集流 体; 向阴极腔转移阴极半固体悬浮液,该阴极腔具有设置在其中的第二多孔电子导电集流 体; 在阳极腔与阴极腔之间设置分隔体;和 密封阳极腔和阴极腔。
  16. 16
    19. 根据权利要求18所述的方法,其还包括: 向阳极腔施加压力以将阳极半固体嵌入第一集流体的孔隙中。
  17. 17
    20. 根据权利要求18所述的方法,其还包括: 向阴极腔施加压力以将阴极半固体嵌入第二集流体的孔隙中。
  18. 18
    21. 根据权利要求18所述的方法,其还包括: 在转移期间向阳极腔和阴极腔中的至少一者施加机械振动。
  19. 19
    22. 根据权利要求18所述的方法,其还包括: 使第一集流体的至少一部分成型成集成的阳极引线。
  20. 20
    23. 根据权利要求22所述的方法,其中所述成型包括将第一集流体的一部分折叠到自 身上。
  21. 21
    24. 根据权利要求22所述的方法,其中所述成型包括在第一集流体的一部分上施加压 缩力。
  22. 22
    25. 根据权利要求18所述的方法,其还包括: 使第一集流体的至少一部分成型成集成的阴极引线。
  23. 23
    26. 根据权利要求25所述的方法,其中所述成型包括将第二集流体的一部分折叠到自 身上。
  24. 24
    27. 根据权利要求25所述的方法,其中所述成型包括在第二集流体的一部分上施加压 缩力。 2 —种形成电极的方法,其包括: 将半固体电极材料转移到电子导电基材上,该半固体组合物包括处于非水液体电解质 中的活性物质和导电物质的悬浮液;和 将半固体电极材料的温度降低至低于非水液体电解质的凝固点。
  25. 25
    29. 根据权利要求28的方法,其中电子导电基材为多孔的。
  26. 26
    30. 一种形成电极的方法,其包括: 将半固体电极材料转移到腔体中,该半固体组合物包括处于非水液体电解质中的活性 物质和导电物质的悬浮液;和 将半固体电极材料的温度降低至低于非水液体电解质的凝固点以形成固体电极。
  27. 27
    31. 根据权利要求30所述的方法,其还包括: 将固体电极设置到集流体上。
  28. 28
    32. 根据权利要求31所述的方法,其中集流体为多孔的。
  29. 29
    33. 根据权利要求31所述的方法,其中集流体是电子导电箔材。
  30. 30
    34. 一种电化学电池,其包含: 阴极; 半固体阳极,其包括处于非水液体电解质中的活性物质和导电物质的悬浮液,该半固 体阳极具有设置在其中的多孔集流体,使得半固体阳极基本上包封集流体;和 设置在阴极与半固体阳极之间的分隔体。
  31. 31
    35. 一种电化学电池,其包含: 半固体阴极,其包括处于非水液体电解质中的活性物质和导电物质的悬浮液,该半固 体阴极具有设置在其中的多孔集流体,使得该半固体阴极基本上包封集流体; 半固体阳极,其包括处于非水液体电解质中的活性物质和导电物质的悬浮液,该半固 体阳极具有设置在其中的多孔集流体,使得该半固体阳极基本上包封集流体;和 设置在半固体阴极与半固体阳极之间的分隔体。
  32. 32
    36. 一种电极,其包含 具有约200微米至约2, 500微米的第一厚度的多孔电子导电集流体;和 设置和配置成基本上包封集流体以形成具有第二厚度的双侧电极的半固体电极材料, 该第一厚度大于第二厚度的约50%。
  33. 33
    37. 根据权利要求36所述的电极,其中半固体电极材料包括处于非水液体电解质中的 活性物质和导电物质的悬浮液。 3 根据权利要求36所述的电极,其中第一厚度大于第二厚度的约60%。
  34. 34
    39. 根据权利要求38所述的电极,其中第一厚度大于第二厚度的约70%。
  35. 35
    40. 根据权利要求39所述的电极,其中第一厚度大于第二厚度的约80%。
  36. 36
    41. 根据权利要求40所述的电极,其中第一厚度大于第二厚度的约90%。
  37. 37
    42. 根据权利要求41所述的电极,其中第一厚度基本上等于第一厚度。
Independent claims37