[发明专利]用于在包括可再充电锂电池的电化学电池中保护电极的陶瓷/聚合物基体

权利要求书

1.一种用于电化学电池的电极，其包含：

含有活性电极物质的底层；和

保护结构，其用于当电极布置在电化学电池中时保护电极免受电解质影响，所述保护结构具有面对活性电极物质的第一侧面以及面对电解质的第二侧面，其中保护结构包含：

至少第一个和第二个复合材料层，每层包含：

聚合物基体，其具有多个空隙的图案排列；和

陶瓷材料，其填充图案排列的至少两个空隙；

其中图案排列的空隙彼此按照预定的间隔分开，其中每个被陶瓷填充的空隙是与底层之间离子连通的，其中与保护结构的中心相比，在保护结构的边缘处具有更大体积的聚合物，并且其中保护结构具有至少10^-7S/cm的平均离子电导率。

2.一种用于电化学电池的电极，其包含：

含有活性电极物质的底层；和

保护结构，其用于当电极布置在电化学电池中时保护电极免受电解质影响，其包括至少第一个复合材料层，所述复合材料层包含在基体内的空隙的图案排列，其中聚合物或陶瓷材料形成基体，并且其它聚合物或陶瓷材料填充至少一部分空隙，

其中图案排列的空隙彼此按照预定的间隔分开，其中与保护结构的中心相比，在保护结构的边缘处具有更大体积的聚合物，并且其中保护结构具有至少10^-7S/cm的平均离子电导率。

3.根据权利要求2的电极，其包含第二个复合材料层。

4.根据权利要求1的电极，其中第二个复合材料层直接与第一个复合材料层相邻。

5.根据权利要求1的电极，其中连续的陶瓷材料层位于第一个复合材料层和第二个复合材料层之间。

6.根据权利要求1的电极，其中保护结构不能透过要用于电化学电池的电解质。

7.根据权利要求2的电极，其中保护结构不能透过要用于电化学电池的电解质。

8.根据权利要求1的电极，其中保护结构位于凝胶层与底层之间。

9.根据权利要求1的电极，其中在第二个复合材料层中的空隙与在第一个复合材料层中的空隙对准。

10.根据权利要求1或3的电极，其中电极含有至少第三个复合材料层，其含有具有多个空隙的聚合物基体和填充至少两个空隙的陶瓷材料。

11.根据权利要求1-2中任一项的电极，其中在保护结构中的聚合物含量是至少2重量％。

12.根据权利要求1-2中任一项的电极，其中被陶瓷填充的空隙的表面积总和与电极表面积之比是至少0.3。

13.根据权利要求1-2中任一项的电极，其中电极是阳极。

14.根据权利要求13的电极，其中阳极含有锂。

15.根据权利要求1-2中任一项的电极，其中聚合物或聚合物基体不是离子导电性的。

16.根据权利要求1-2中任一项的电极，其中聚合物或聚合物基体含有LiSCN、LiBr、LiI、LiClO₄、LiAsF₆、LiSO₃CF₃、LiSO₃CH₃、LiBF₄、LiB(Ph)₄、LiPF₆、LiC(SO₂CF₃)₃和LiN(SO₂CF₃)₂中的一种或多种。