[发明专利]具有均匀的沉积行为的复合电极在审
申请号: | 201911141992.9 | 申请日: | 2019-11-20 |
公开(公告)号: | CN111211291A | 公开(公告)日: | 2020-05-29 |
发明(设计)人: | F.E.希尔德布兰德;M.M.哈瑙尔 | 申请(专利权)人: | 罗伯特·博世有限公司 |
主分类号: | H01M4/134 | 分类号: | H01M4/134;H01M4/1395;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/0562 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 刘晗曦;刘春元 |
地址: | 德国斯*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 均匀 沉积 行为 复合 电极 | ||
1.一种用于电化学的固体电池的复合电极(1),所述复合电极包括:
至少一个基本上非多孔的固体电解质层(2),所述基本上非多孔的固体电解质层包括至少一种第一固体电解质;
至少一个多孔的固体电解质层(3),所述多孔的固体电解质层包括至少一种第二固体电解质(7);和
至少一个集流体层(4),
其中
所述多孔的固体电解质层(3)被布置在所述集流体层(4)的至少一个表面(41,42)上并且被布置在所述基本上非多孔的固体电解质层(2)和所述集流体层(4)之间;
所述多孔的固体电解质层(3)的微孔(6)的表面的至少一部分通过覆层(5)已经被修改,其中所述覆层具有至少一种用于减小所述第二固体电解质(7)和元素锂之间的界面电阻Z的材料;和
所述多孔的固体电解质层(3)的所述微孔(6)的表面的所述覆层(5)的层厚度和/或覆盖度随着相应的微孔表面与所述集流体层(4)的增大的间距x而减小,其中所述覆层具有至少一种用于减小所述第二固体电解质(7)和元素锂之间的所述界面电阻Z的材料。
2.根据权利要求1所述的复合电极(1),其中,所述至少一个基本上非多孔的固体电解质层(2)和所述至少一个多孔的固体电解质层(3)包括至少一种经烧结的或未经烧结的无机的固体电解质。
3.根据权利要求1或2所述的复合电极(1),其中,完全地或者部分地以元素锂填充所述多孔的固体电解质层(3)的所述微孔(6)。
4.权利要求1至3中任意一项所述的复合电极(1),其中,在所述第二固体电解质(7)和元素锂之间的所述界面电阻Z的减小遵循以下功能上的关系:
其中,是所述多孔的固体电解质层(3)的体积特定的活性表面;
是所述第二固体电解质(7)的有效离子电阻;和
x是相应的微孔表面与所述集流体层(4)的表面的间距。
5.权利要求1至4中任意一项所述的复合电极(1),其中,所述多孔的固体电解质层(3)的所述微孔(6)的微孔表面的所述覆层(5)包括至少一种有助于提高所述微孔表面的介电常数(介电传导率)和/或提高电传导率的材料。
6.用于制造根据权利要求1至5中任意一项所述的复合电极(1)的方法,其中所述方法包括方法步骤:
(a)提供第一复合材料,所述第一复合材料由至少一种第一固体电解质组成;
(b)在衬底表面上提供至少一个基本上非多孔的层,所述基本上非多孔的层由第一复合材料组成,以便因此形成基本上非多孔的固体电解质层(2),所述基本上非多孔的固体电解质层具有第一表面(21)和第二表面(22);
(c)提供第二复合材料,所述第二复合材料由至少一种第二固体电解质(7)组成;
(d)将由所述第二复合材料组成的至少一个多孔的层施加在所述基本上非多孔的固体电解质层(2)的所述第一表面(21)的至少一部分上,以便因此形成多孔的固体电解质层(3),其中所述多孔的固体电解质层具有第一表面(31)和第二表面(32),其中所述多孔的固体电解质层(3)的所述第二表面(32)面向所述基本上非多孔的固体电解质层(2)的所述第一表面(21);
(e)以至少一种用于减小所述第二固体电解质(7)和元素锂之间的界面电阻Z的材料来对所述第二复合材料的所述微孔(6)的所述微孔表面的至少一部分覆层,其中所述覆层(5)的层厚度和/或覆盖度随着相应的微孔表面与所述多孔的固体电解质层(3)的所述第一表面(31)的增大的间距而减小;
(f)将至少一个集流体层(4)施加到所述多孔的固体电解质层(3)的所述第一表面(31)上;和
(g)以元素锂必要时完全地或者部分地填充所述第一复合材料的所述微孔(6)。
7.根据权利要求6所述的方法,其中借助于化学的气相沉积方法、物理的气相沉积方法和/或浸润方法来进行对所述第一复合材料的所述微孔表面的至少一部分的覆层。
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