[发明专利]锂离子电池的无机隔膜电极单元、其制造方法和在锂离子电池中的应用

权利要求书

1.隔膜电极单元，包括用作锂电池中的电极的多孔电极和涂覆在该电极上的隔膜层，其特征在于，所述隔膜电极单元(SEA)包括无机隔膜层和电极，无机隔膜层包括平均颗粒大小和/或金属互不相同的至少两个金属氧化物颗粒部分，电极的活性物质颗粒通过无机导电粘合剂连在一起并连接至所述分接电极。

2.根据权利要求1的隔膜电极单元，其特征在于，所述隔膜层包括平均颗粒尺寸(D_g)大于或小于多孔电极的孔的平均孔尺寸(d)的金属氧化物颗粒，这些孔通过颗粒尺寸(D_k)小于多孔正极或负极孔尺寸的金属氧化物颗粒而粘接在一起，当平均颗粒尺寸(D_g)小于多孔电极的孔的平均孔尺寸(d)的金属氧化物颗粒存在时，所述隔膜层形成进入到孔中的小于20D_g的层。

3.根据权利要求1和2任一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述隔膜层的厚度(z)小于100D_g而不小于1.5D_g。

4.根据权利要求1至3中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述平均颗粒尺寸(D_g)大于或者小于多孔正极的孔的平均孔尺寸(d)的金属氧化物颗粒为Al₂O₃和/或ZrO₂颗粒。

5.根据权利要求1至4中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述平均颗粒尺寸(D_k)小于多孔正极或负极的孔的平均孔尺寸(d)的金属氧化物颗粒为SiO₂和/或ZrO₂颗粒。

6.根据权利要求1至5中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述平均颗粒尺寸(D_g)大于或者小于多孔正极或负极的孔的平均孔尺寸(d)的金属氧化物颗粒，具有小于10μm的平均颗粒尺寸(D_g)。

7.根据权利要求1至6中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述隔膜层包括另一个具有截止颗粒的涂层，这些颗粒在期望的截止温度下熔化。

8.根据权利要求1至7中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述隔膜层具有从30到70％的多孔率。

9.根据权利要求1至8中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述活性物质颗粒的平均颗粒尺寸处于从0.1到25μm的范围内。

10.根据权利要求1至9中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述正极具有包括Co、Ni、Mn、V、Fe或P中至少一种元素的活性物质，而负极具有包括C、Si、Nb、Ti、Mo或W中至少一种元素的活性物质。

11.根据权利要求10的隔膜电极单元，其特征在于，所述正极具有从LiNi_1-yCo_yO₂(这里y＝0到1)、LiMn₂O₄、LiMnO₂、LiFePO₄、LiVOPO₄和/或LiNiVO₄选取的活性物质，而负极具有从石墨、硅、石墨-硅混合物、含锂-硅或者锂-锡合金选取的活性物质。

12.根据权利要求1至11中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述导电无机粘合剂的平均颗粒尺寸处于从1到100nm的范围内。

13.根据权利要求1至12中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述无机粘合剂颗粒从电极活性物质颗粒中选取，或者从由化合物次氧化钛、氮化钛、碳化钛、掺杂或未掺杂氧化锡、铟锡氧化物(ITO)以及掺杂或未掺杂氧化锌的颗粒中选取，所述正极活性物质包括Co、Ni、Mn、V、Fe或P中至少一种元素，而负极活性物质包括C、Si、Nb、Ti、Mo或W中至少一种元素。

14.根据权利要求1至13中至少一个的隔膜电极单元，其特征在于，所述组件可向下弯曲至1cm的半径而不损坏。