專利名稱：電池的電極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種電池的電極結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于鋰電池的電極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電池的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，特別在日益發(fā)達(dá)的消費(fèi)性電子產(chǎn)品中，如強(qiáng)調(diào)輕薄短小的個(gè)人攜帶式隨身聽(tīng)、個(gè)人數(shù)字助理、數(shù)碼相機(jī)等等。上述的電池應(yīng)用中有一部分是利用鋰鹽化合物的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生電位差，此類電池被稱為鋰電池。
參考圖1所示，其為一公知鋰電池模組100的結(jié)構(gòu)示意圖。此鋰電池模組100包含一隔離結(jié)構(gòu)110、一正極結(jié)構(gòu)120、一負(fù)極結(jié)構(gòu)130與一電解液140。其中，此正極結(jié)構(gòu)120與此負(fù)極結(jié)構(gòu)130位于上述隔離結(jié)構(gòu)110的不同側(cè)，并且上述電解液140可于上述正極結(jié)構(gòu)120與負(fù)極結(jié)構(gòu)130中流通。如圖1所示，上述正極結(jié)構(gòu)120更包含一正極固結(jié)結(jié)構(gòu)122與一附著于此正極固結(jié)結(jié)構(gòu)122上的正極物質(zhì)124。其中，上述正極固結(jié)結(jié)構(gòu)122的材質(zhì)包含鋁，并且此正極固結(jié)結(jié)構(gòu)122可為一鋁箔(aluminum foil)或一鋁網(wǎng)。上述正極物質(zhì)124包含鋰鹽化合物與正極接著劑，而上述鋰鹽化合物可為鋰鈷化合物、鋰錳化合物、鋰鐵磷化合物、鋰釩磷化合物、鋰鎳化合物以及鋰鎳衍生物(嵌入錳、鋁、鎂等化合物)、或其它可產(chǎn)生鋰電反應(yīng)的鋰鹽化合物。上述的鋰鹽化合物多為粉狀物，可藉由此正極接著劑附著于上述正極固結(jié)結(jié)構(gòu)122上。
如圖1所示，上述負(fù)極結(jié)構(gòu)130更包含一負(fù)極固結(jié)結(jié)構(gòu)132與一附著于此負(fù)極固結(jié)結(jié)構(gòu)132上的負(fù)極物質(zhì)134。其中，上述負(fù)極固結(jié)結(jié)構(gòu)132的材質(zhì)包含銅，并且此一負(fù)極固結(jié)結(jié)構(gòu)132可為一銅箔或一銅網(wǎng)。上述負(fù)極物質(zhì)134包含碳與負(fù)極接著劑。除此之外，上述隔離結(jié)構(gòu)110可包含一隔離膜，此隔離結(jié)構(gòu)110上的孔洞可讓鋰離子隨著上述電解液140而自由流動(dòng)于上述正極結(jié)構(gòu)120與負(fù)極結(jié)構(gòu)130間。
如圖1所示，此鋰電池模組100于放電反應(yīng)時(shí)，位于上述正極物質(zhì)124內(nèi)的鋰離子會(huì)穿過(guò)上述隔離結(jié)構(gòu)110而到達(dá)上述的負(fù)極結(jié)構(gòu)130。反之，此鋰電池模組100于充電反應(yīng)時(shí)，位于上述負(fù)極結(jié)構(gòu)130內(nèi)的鋰離子會(huì)穿過(guò)上述隔離結(jié)構(gòu)110而到達(dá)上述正極結(jié)構(gòu)120中。因此，此鋰電池模組100的能量密度取決于上述正極物質(zhì)124內(nèi)所包含的鋰離子數(shù)量。然而，在相同的體積之下，上述正極物質(zhì)124中有部分是上述正極接著劑。若能夠減少上述正極接著劑所占的此正極物質(zhì)124的比例，便能提高上述正極物質(zhì)124內(nèi)所包含的鋰鹽化合物比例，據(jù)此即可提高此鋰電池模組100的單位能量。
參考圖2所示，其為圖1所示的正極結(jié)構(gòu)120的放大示意圖。如圖所示，此正極固結(jié)結(jié)構(gòu)122為一表面平滑的鋁箔，上述鋰鹽化合物可藉由上述正極接著劑附著于此鋁箔上。
有鑒于此，如何于體積不變的前提下，提高電池的單位蓄電能量是相當(dāng)重要的努力方向。
鑒于上述的公知技術(shù)存在的缺陷，為了符合提高電池的單位蓄電能量的需求，本實(shí)用新型提供一種鋰電池的電極結(jié)構(gòu)可用以解決上述傳統(tǒng)的電極結(jié)構(gòu)未能達(dá)成的標(biāo)的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種鋰電池的電極結(jié)構(gòu)，尤其是一種在體積不變的前提下，能提高電池的單位蓄電能量鋰電池的電極結(jié)構(gòu)。
為此本實(shí)用新型提出的鋰電池的電極結(jié)構(gòu)包含一正極固結(jié)結(jié)構(gòu)與一正極物質(zhì)，其中，此一正極物質(zhì)更包含一鋰鹽化合物與一正極接著劑，并且上述正極固結(jié)結(jié)構(gòu)包含多個(gè)孔洞。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述多個(gè)孔洞是由電蝕法所形成的孔洞。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述多個(gè)孔洞穿透該電極固結(jié)結(jié)構(gòu)。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述多個(gè)孔洞未穿透該電極固結(jié)結(jié)構(gòu)。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述電極固結(jié)結(jié)構(gòu)材質(zhì)包含鋁。
如上所述的電板結(jié)構(gòu)，其中，上述電極物質(zhì)包含鋰鈷化合物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述電極物質(zhì)包含鋰錳化合物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述電極物質(zhì)包含鋰磷化合物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述電極物質(zhì)包含鋰鐵磷化合物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述電極物質(zhì)包含鋰鎳化合物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述電極物質(zhì)包含鋰釩磷化合物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述鋰鎳化合物包含嵌入錳的鋰鎳衍生物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述鋰鎳化合物包含嵌入鋁的鋰鎳衍生物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述鋰鎳化合物包含嵌入鎂的鋰鎳衍生物。
如上所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，上述電極為正極。
本實(shí)用新型通過(guò)上述電極固結(jié)結(jié)構(gòu)所具有的多個(gè)孔洞可以容納更大比例的鋰鹽化合物，克服了公知技術(shù)存在的缺陷，降低了不參與鋰電反應(yīng)的正極接著劑比例，從而提高了電池的電位蓄電能量。


圖1為一傳統(tǒng)鋰電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的正極結(jié)構(gòu)的放大示意圖；圖3為一根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的鋰電池正極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明100、鋰電池模組110、隔離結(jié)構(gòu)120、正極結(jié)構(gòu)122、正極固結(jié)結(jié)構(gòu) 124、正極物質(zhì)130、負(fù)極結(jié)構(gòu)132、負(fù)極固結(jié)結(jié)構(gòu) 134、負(fù)極物質(zhì)140、電解液300、鋰電池正極結(jié)構(gòu)310、正極固結(jié)結(jié)構(gòu)312、多個(gè)孔洞
320、正極物質(zhì)具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型在此所探討的方向?yàn)橐环N鋰電池的電極結(jié)構(gòu)。為了能徹底地了解本實(shí)用新型，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本實(shí)用新型的施行并未限定于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的組成或步驟并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本實(shí)用新型不必要的限制。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述之外，本實(shí)用新型還可以廣泛地施行在其它的實(shí)施例中，且本實(shí)用新型的范圍不受限定，其以之后的申請(qǐng)專利范圍為準(zhǔn)。
參考圖3所示，其為一根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的鋰電池正極結(jié)構(gòu)300的結(jié)構(gòu)示意圖。此正極結(jié)構(gòu)300包含一正極固結(jié)結(jié)構(gòu)310與一正極物質(zhì)320，其中，此正極固結(jié)結(jié)構(gòu)310可為一電蝕鋁箔(etched aluminum foil)。上述的電蝕鋁箔可透過(guò)電蝕法所形成，且上述的電蝕鋁箔已大量運(yùn)用于電容(capacitor)等被動(dòng)元件。上述電蝕法已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，故在此不加詳述。如圖所示，上述正極固結(jié)結(jié)構(gòu)310包含多個(gè)孔洞312。所述孔洞312呈現(xiàn)樹(shù)枝狀或所謂碎形(fractal)狀，其特點(diǎn)在于此一設(shè)計(jì)可提供巨大的表面積。除此之外，上述電蝕法所造成的部分多個(gè)孔洞312可能會(huì)穿透上述正極固結(jié)結(jié)構(gòu)310，然而，無(wú)論所述孔洞312是否穿透上述正極固結(jié)結(jié)構(gòu)310皆可達(dá)到上述提供巨大表面積的效果，且皆可適用于上述的實(shí)施例。
如先前所述，鋰電池的正極物質(zhì)320包含一鋰鹽化合物與一正極接著劑。其中，上述的鋰鹽化合物可為鋰鈷化合物、鋰錳化合物、鋰磷化合物、鋰鐵磷化合物、鋰釩磷化合物、鋰鎳化合物以及鋰鎳衍生物(嵌入錳、鋁、鎂等化合物)、或其它可產(chǎn)生鋰電反應(yīng)的鋰鹽化合物。此鋰鹽化合物包含大小為納米級(jí)的粉狀鋰鹽化合物，難以附著于公知技術(shù)的正極固結(jié)結(jié)構(gòu)122所提供的鋁箔或鋁網(wǎng)，須使用更多的上述正極接著劑以固定上述的鋰鹽化合物，亦即鋰電池的單位能量無(wú)法提高。于本實(shí)施例中，上述的孔洞312具有巨大的表面積，據(jù)此可提供較公知技術(shù)的光滑鋁箔更大的附著力，因而可降低上述正極物質(zhì)320中的正極接著劑的比例，并且提高鋰鹽化合物的比例。據(jù)此，在同一單位體積下，本實(shí)用新型所提供的正極固結(jié)結(jié)構(gòu)310可提供較大的蓄電能量。
顯然地，依照上面實(shí)施例中的描述，本實(shí)用新型可能有許多的修正與差異。因此需要在其附加的權(quán)利要求項(xiàng)的范圍內(nèi)加以理解，除了上述詳細(xì)的描述外，本實(shí)用新型還可以廣泛地在其它的實(shí)施例中施行。上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型的申請(qǐng)專利范圍；凡其它未脫離本實(shí)用新型所揭示的構(gòu)思下完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電池的電極結(jié)構(gòu)，該電極結(jié)構(gòu)包含一電極固結(jié)結(jié)構(gòu)與一電極物質(zhì)，其特征在于該電極固結(jié)結(jié)構(gòu)包含多個(gè)孔洞。
2.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述多個(gè)孔洞是由電蝕法所形成的孔洞。
3.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述多個(gè)孔洞穿透該電極固結(jié)結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述多個(gè)孔洞未穿透該電極固結(jié)結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述電極固結(jié)結(jié)構(gòu)材質(zhì)包含鋁。
6.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述電極物質(zhì)包含鋰鈷化合物。
7.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述電極物質(zhì)包含鋰錳化合物。
8.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述電極物質(zhì)包含鋰磷化合物。
9.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述電極物質(zhì)包含鋰鐵磷化合物。
10.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述電極物質(zhì)包含鋰鎳化合物。
11.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述電極物質(zhì)包含鋰釩磷化合物。
12.如權(quán)利要求10所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述鋰鎳化合物包含嵌入錳的鋰鎳衍生物。
13.如權(quán)利要求10所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述鋰鎳化合物包含嵌入鋁的鋰鎳衍生物。
14.如權(quán)利要求10所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述鋰鎳化合物包含嵌入鎂的鋰鎳衍生物。
15.如權(quán)利要求1所述的電池的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于上述電極為正極。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種鋰電池的電極結(jié)構(gòu)，該電極結(jié)構(gòu)包含一電極固結(jié)結(jié)構(gòu)與一電極物質(zhì)，其中，該電極固結(jié)結(jié)構(gòu)包含多個(gè)孔洞。通過(guò)上述電極結(jié)構(gòu)所具有的多個(gè)孔洞可容納更大比例的鋰鹽化合物，降低不參與鋰電反應(yīng)的接著劑比例，從而克服了公知技術(shù)存在的缺陷，提高了電池的電位蓄電能量。
文檔編號(hào)H01M4/58GK2770105SQ200520005420
公開(kāi)日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者方正強(qiáng) 申請(qǐng)人:必翔電能高科技股份有限公司