[发明专利]用于生产具有超高能量密度的锂电池的方法

权利要求书

1.一种用于生产锂电池的方法，所述方法包括：

(A)制备多个导电多孔层、与第一液体电解质混合的阳极活性材料和任选的导电添加剂的多个湿阳极层、以及与第二液体电解质混合的阴极活性材料和任选的导电添加剂的多个湿阴极层，其中所述导电多孔层含有互连的导电通路和至少80体积％的孔；

(B)以交替方式堆叠并固结希望数量的所述导电多孔层和希望数量的所述湿阳极层，以形成具有不小于100μm的厚度的阳极电极；

(C)将多孔隔膜层置于与所述阳极电极接触；

(D)以交替方式堆叠并固结希望数量的所述导电多孔层和希望数量的所述湿阴极层，以形成与所述多孔隔膜接触的阴极电极，其中所述阴极电极具有不小于100μm的厚度；其中所述步骤(D)在步骤(B)之前或之后进行；以及

(E)将所述阳极电极、多孔隔膜和阴极电极组装并密封在外壳中以生产所述锂电池；

其中所述阳极活性材料在所述阳极电极中具有不小于20mg/cm²的材料质量负载量和/或所述阴极活性材料具有对于所述阴极电极中的有机或聚合物材料不小于15mg/cm²或对于无机和非聚合物材料不小于30mg/cm²的材料质量负载量。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述锂电池是锂离子电池并且所述阳极活性材料选自由以下各项组成的组：

(a)天然石墨、人造石墨、中间相碳微球(MCMB)和碳的颗粒；

(b)硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、锑(Sb)、铋(Bi)、锌(Zn)、铝(Al)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、钛(Ti)、铁(Fe)和镉(Cd)；

(c)Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Zn、Al或Cd与其他元素的合金或金属间化合物，其中所述合金或金属间化合物是化学计量的或非化学计量的；

(d)Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Zn、Al、Fe、Ni、Co、Ti、Mn或Cd的氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、磷化物、硒化物和碲化物、及其混合物或复合物；

(e)所述氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、磷化物、硒化物和碲化物的预锂化型式；

(f)预锂化石墨烯片；以及

其组合。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述阴极活性材料含有选自组的锂插层化合物，该组由以下各项组成：锂钴氧化物、掺杂的锂钴氧化物、锂镍氧化物、掺杂的锂镍氧化物、锂锰氧化物、掺杂的锂锰氧化物、锂钒氧化物、掺杂的锂钒氧化物、锂混合金属氧化物、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、锂混合金属磷酸盐、金属硫化物及其组合。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一液体电解质和/或所述第二液体电解质含有溶解在液体溶剂中的锂盐和聚合物以形成聚合物凝胶电解质，其中所述液体溶剂是水、有机溶剂、离子液体、或有机溶剂和离子液体的混合物。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一液体电解质和/或所述第二液体电解质含有以不小于2M的浓度溶解在液体溶剂中的锂盐，其中所述液体溶剂是水、有机溶剂、离子液体、或有机溶剂和离子液体的混合物。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一液体电解质和/或所述第二液体电解质含有以大于3.5M的浓度溶解在液体溶剂中的锂盐，其中所述液体溶剂是水、有机溶剂、离子液体、或有机溶剂和离子液体的混合物。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一液体电解质和/或所述第二液体电解质含有以大于5.0M的浓度溶解在液体溶剂中的锂盐，其中所述液体溶剂是水、有机溶剂、离子液体、或有机溶剂和离子液体的混合物。