專利名稱：鋰電池負(fù)極及包含該負(fù)極的鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池的負(fù)極及包含有該負(fù)極的鋰電池，尤其涉及能夠增強(qiáng)容量特性、并能減少其內(nèi)部短路發(fā)生的鋰電池的負(fù)極及包含該負(fù)極的鋰電池。
2.背景技術(shù)由于便攜式電子產(chǎn)品尺寸變得越來越小，重量越來越輕，對于具有高性能、高容量的電池的發(fā)展的要求也在迅速增加。電池一般依據(jù)其可再充電能力劃分為一次(非再充電)電池和二次(可再充電)電池。一次電池可以包括錳電池、堿性電池、汞電池、氧化銀電池等。二次電池可以包括鉛電池、Ni-MH(鎳-金屬氫化物)電池、密封的鎳-鎘電池、金屬鋰電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、鋰-硫電池等。
電池是通過正極和負(fù)極之間的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)設(shè)備。參加這兩個電極間的電化學(xué)反應(yīng)的活性材料影響電池的可靠性和性能因數(shù)(如容量、循環(huán)壽命和電壓)。
由于鋰具有單位重量的高電容量和高電負(fù)性，能夠給予電池高容量和高電壓，因此，在目前使用的活性材料中，鋰是一具有吸引力的材料。當(dāng)使用金屬鋰作為負(fù)極活性材料時，金屬鋰既能被用作活性材料，同時也能被用作一集電器。因此，金屬鋰板本身也被用作一負(fù)極電極板，不需要再加入集電器。
圖1示出一非水鋰電池1的結(jié)構(gòu)。在正極2和負(fù)極4之間夾入隔板6，將它們繞制成電極組8，然后將電極組插入殼體10中，而制成電池。然后，電池殼體10的上側(cè)由電池蓋12和墊圈14密封，安全通風(fēng)口(未示出)安裝于電池蓋12內(nèi)以允許氣體溢出。電池蓋12的外表面作為正極極點(diǎn)，而殼體10外表面作為負(fù)極極點(diǎn)。正極接片16和負(fù)極接片18連接，從而使電極與極點(diǎn)相連。絕緣件20、22置于電池內(nèi)側(cè)，防止短路的發(fā)生，在將電池蓋12夾在殼體10上對電池進(jìn)行密封前，將電解質(zhì)24注入其內(nèi)。
當(dāng)負(fù)極板是金屬鋰負(fù)極、且電池殼由金屬材料制成時，金屬鋰負(fù)極直接與電池殼體相連，并在二者之間導(dǎo)電。但是，這可能引出一個問題，因?yàn)榻饘黉囑呄蛴诤碗娊赓|(zhì)起反應(yīng)，所以，會減弱電池殼外表面和金屬鋰之間的導(dǎo)電性。另一方面，當(dāng)電池殼不是由金屬材料制成時，就必須將極點(diǎn)放在電池外側(cè)，因此，負(fù)極接片應(yīng)該由在電解質(zhì)中不溶解和不洗提的材料組成。
現(xiàn)今，電子設(shè)備例如手提電話需用盒型電池，因?yàn)樗鼈冎亓枯^輕，容量較大，具有矩形外形。鋰被認(rèn)為在單位重量中具有高容量，因此，將鋰作為負(fù)極活性材料變得更具吸引力了。除這種趨向外，用金屬鋰作負(fù)極時，與電池極點(diǎn)的電連接方法正被積極展開研究。
日本專利公開號平5-251073公開了一種防止鎳接片的邊緣損壞隔板的方法，還公開了一種通過將金屬鋰覆蓋在鎳接片上從而減少短路發(fā)生的方法，在該方法中，把鎳接片重疊在鋰箔上，再把鋰重疊其上。但是，這種方法引起一個問題，即覆蓋鎳接片的鋰所占據(jù)的空間越大，電池的有效容量越小。
發(fā)明概述本發(fā)明的上述和/或別的方面，通過給鋰電池提供具有高容量、且在金屬鋰負(fù)極和負(fù)極接片之間具有優(yōu)秀的連接強(qiáng)度的負(fù)極而實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的另一方面是提供一種制造鋰電池負(fù)極的方法，該負(fù)極具有高容量，且在金屬鋰負(fù)極和負(fù)極接片之間具有優(yōu)秀的連接強(qiáng)度。
為了實(shí)現(xiàn)上述和/或別的方面的目的，本發(fā)明提供了一種鋰電池的負(fù)極，其由金屬鋰板和連接在金屬鋰板表面上的負(fù)極接片組成，其中連接在負(fù)極接片區(qū)域上的金屬鋰板的表面平均粗糙度(Ra)為0.1至5μm。
本發(fā)明還提供了一種鋰電池的負(fù)極，其由金屬鋰板和與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片組成，其中負(fù)極接片的孔隙率為50％至100％。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種鋰電池的負(fù)極，其由金屬鋰板和負(fù)極接片組成，負(fù)極接片連接在金屬鋰板的上下端面上。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種鋰電池的的負(fù)極，其由金屬鋰板和連接金屬鋰板表面的負(fù)極接片組成，其中，與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片的表面有比地理學(xué)面積大10％的表面積。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種制造鋰電池負(fù)極的方法，該法由以下步驟組成清潔金屬鋰板與負(fù)極接片相連接的表面區(qū)域，從而使表面區(qū)域的表面平均粗糙度(Ra)為0.1至5μm，和將負(fù)極接片按壓在金屬鋰板上，且使負(fù)極接片和金屬鋰板相連接。
本發(fā)明的目的通過以下實(shí)現(xiàn)1.一種鋰電池的負(fù)極，包括金屬鋰板和與金屬鋰板表面相連接的負(fù)極接片，其中，與負(fù)極接片相連接的金屬鋰板的連接面的表面平均粗糙度為0.1至5μm。
2.如條目1所述的鋰電池負(fù)極，其中，表面平均粗糙度為0.3至0.6μm。
3.如條目1所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板為金屬鋰箔。
4.如條目1所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板是覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰。
5.如條目4所述的鋰電池負(fù)極，其中，導(dǎo)電基板是從金屬箔、金屬膜、導(dǎo)電聚合物膜、金屬沉積聚合物膜中選出。
6.如條目1所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片是厚10至50μm的金屬板。
7.如條目1所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片是厚10至50μm的金屬泡沫。
8.如條目1所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片由至少一種從鎳、銅、鐵、不銹鋼中選出的金屬制成。
9.一種鋰電池負(fù)極，其中包括金屬鋰板和與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片，而該負(fù)極接片的孔隙率為50％至100％。
10.如條目9所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板為金屬鋰箔。
11.如條目9所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板是覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰。
12.如條目11所述的鋰電池負(fù)極，其中，導(dǎo)電基板是從金屬箔、金屬膜、導(dǎo)電聚合物膜、金屬沉積聚合物膜中選出。
13.如條目9所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片由至少一種從鎳、銅、鐵、不銹鋼中選出的金屬組成。
14.如條目9所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片孔隙率為80％至95％。
15.一種鋰電池負(fù)極，其中包括金屬鋰板和連接金屬鋰板的上下端面的負(fù)極接片。
16.如條目15所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板為金屬鋰箔。
17.如條目15所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板是覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰。
18.如條目17所述的鋰電池負(fù)極，其中，導(dǎo)電基板是從金屬箔、金屬膜、導(dǎo)電聚合物膜、金屬沉積聚合物膜中選出。
19.如條目15所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片由至少一種從鎳、銅、鐵、不銹鋼中選出的金屬制成。
20.一種鋰電池負(fù)極，其中包括金屬鋰板和連接金屬鋰板表面的負(fù)極接片，而與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片的表面有比地理學(xué)面積大10％的表面積。
21.如條目20所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板為金屬鋰箔。
22.如條目20所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板是覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰。
23.如條目22所述的鋰電池負(fù)極，其中，導(dǎo)電基板是從金屬箔、金屬膜、導(dǎo)電聚合物膜、金屬沉積聚合物膜中選出。
24.如條目20所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片由至少一種從鎳、銅、鐵、不銹鋼中選出的金屬制成。
25.如條目20所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片與金屬鋰板的接觸表面積比地理學(xué)面積大50％至100％。
26.一種制造鋰電池負(fù)極的方法，其中包括以下步驟清潔金屬鋰板與負(fù)極接片相連接的表面，從而使表面的表面平均粗糙度(Ra)為0.1至5μm；將負(fù)極接片按壓在金屬鋰板上；將負(fù)極接片和金屬鋰板相連接。
27.一種鋰電池，其中包括負(fù)極、正極和電解質(zhì)，而該負(fù)極進(jìn)一步含有金屬鋰板和與金屬鋰板表面相連接的負(fù)極接片，其中與負(fù)極接片相連接的金屬鋰板的連接面的表面平均粗糙度為0.1至5μm。
28.一種鋰-硫電池，其中包括負(fù)極、正極和電解質(zhì)；該負(fù)極由金屬鋰板和與金屬鋰板表面相連接的負(fù)極接片組成，與負(fù)極接片相連接的金屬鋰板的連接面的表面平均粗糙度為0.1至5μm；該正極由正極活性材料組成，該正極活性材料選自元素硫、Li2Sn(n≥1)、溶于陰極電解液的Li2Sn(n≥1)、有機(jī)硫化物和碳-硫聚合物((C2Sx)nx＝2.5-50，n≥2)。
本發(fā)明的另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，將在以后的說明中部分地提出，且它可以部分地從說明中明顯得出，或可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到。


本發(fā)明的這些和/或別的方面和優(yōu)點(diǎn)，通過下列與附圖相關(guān)的實(shí)施方案的說明將變得清晰且更易于理解圖1為鋰電池的剖面圖。
實(shí)施方案的詳細(xì)說明下面將對本發(fā)明的實(shí)施方案作詳細(xì)的描述，實(shí)施方案在相應(yīng)的附圖中示出，其中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。以下通過參考附圖描述的實(shí)施方案來說明本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，鋰二次電池的負(fù)極由金屬鋰板和與金屬鋰板表面相連接的負(fù)極接片組成，其中，與負(fù)極接片相連接的金屬鋰板的連接區(qū)域上的表面平均粗糙度(Ra)為0.1至5μm。
金屬鋰板優(yōu)選為金屬鋰箔或覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰。導(dǎo)電基板的實(shí)例包括金屬箔、金屬膜、導(dǎo)電聚合物膜、沉積了金屬的聚合物膜。金屬箔和金屬膜可以由銅或鎳組成。術(shù)語“沉積了金屬的聚合物膜”意指任何一種金屬例如銅或鎳被沉積在聚合物膜上。聚合物膜可以由聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚(對-亞苯基)、聚苯乙烯、聚薁、聚周萘、聚(萘-2，6-二基)、多并苯等組成。
負(fù)極接片優(yōu)選由金屬板或厚度為10至50μm的金屬泡沫制成。金屬板和金屬泡沫可以由鎳、銅、鐵、不銹鋼等制成。表面平均粗糙度(Ra)最好在0.1至5μm范圍內(nèi)，0.3至0.6μm更好。當(dāng)粗糙度不足0.1μm時，負(fù)極接片不能牢固的連接在板上，而當(dāng)粗糙度大于5μm時，電極板會被破壞或者接片破裂，且在清潔過程中分離。
把片狀負(fù)極接片重疊在處于前述粗糙度范圍的金屬鋰板表面上，接著按壓接片使之和板形成牢固連接。但是，將負(fù)極接片連接到負(fù)極板的方法不是僅限于按壓這種方法。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，鋰電池的負(fù)極由金屬鋰板和與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片組成，其中，負(fù)極接片孔隙率為50％至100％。
金屬鋰板是金屬鋰箔或覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰，這與第一實(shí)施方案相同。
負(fù)極接片以泡沫材料的形式，孔隙率為50％至100％，最好為80％至95％。當(dāng)負(fù)極接片由在這個孔隙率范圍內(nèi)的泡沫材料制成時，因?yàn)殇嚤话磯呵液团菽牧系目障督Y(jié)合成一體，或鋰在泡沫材料的空隙中熔化、凝結(jié)，故有可效的將負(fù)極接片焊接在金屬鋰板上。
泡沫負(fù)極接片重疊在金屬鋰板表面上，隨后通過按壓可得到負(fù)極接片和負(fù)極板的牢固連接。
根據(jù)第三實(shí)施方案，鋰電池的負(fù)極由金屬鋰板和連接金屬鋰板的上端面的負(fù)極接片組成。
金屬鋰板最好是金屬鋰箔或覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰，這與第一實(shí)施方案相同。
負(fù)極接片可以是金屬箔或泡沫金屬。負(fù)極接片可以由鎳、銅、鐵、不銹鋼等制成，但也不限于這些。上接片和下接片彼此平行地放置在金屬鋰板的兩個端面上，上接片被焊接在鋰上，下接片也被焊接在鋰上。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方案，鋰電池的負(fù)極由金屬鋰板和連接在金屬鋰板表面上的負(fù)極接片組成，其中，與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片的表面有比地理學(xué)面積大10％的表面積。
金屬鋰板最好是金屬鋰箔或覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰，這與第一實(shí)施方案相同。
負(fù)極接片可以是金屬箔或金屬泡沫。負(fù)極接片可以由鎳、銅、鐵、不銹鋼等組成，但也不限于這些。負(fù)極接片與金屬鋰板接觸的表面積比地理學(xué)面積大10％，最好比地理學(xué)面積大50％至100％。術(shù)語“地理學(xué)面積”系指沒有表面粗糙度的負(fù)極接片的表面積，換句話說，即假設(shè)該表面是完全平滑的。為了增加負(fù)極接片的接觸，必須控制表面平均粗糙度。負(fù)極接片和金屬鋰板的接觸面的表面平均粗糙度最好為0.1至5μm，0.3至0.6μm更好。當(dāng)粗糙度不足0.1μm時，負(fù)極接片不能牢固的連接在金屬鋰板上，當(dāng)粗糙度大于5μm時，接片更容易破裂或分離。
當(dāng)負(fù)極接片與金屬鋰板牢固地連接時，因?yàn)殡姵爻潆娀蚍烹姇r，其內(nèi)電阻減小，故可提供一種高容量電池。另外，因?yàn)槿菀讓⒇?fù)極接片連接至金屬鋰板上，故電池的型號未被局限在那里。
根據(jù)本發(fā)明的鋰電池負(fù)極，能應(yīng)用在任何鋰電池中。它尤其能應(yīng)用在具有硫材料的正極活性材料的鋰-硫電池中。鋰-硫電池由以下部分組成根據(jù)第一至第四實(shí)施方案中的任意一個實(shí)施方案的負(fù)極；由正極活性材料組成的正極，該正極活性材料是從元素硫、Li2Sn(n≥1)、溶于陰極電解液的Li2Sn(n≥1)、有機(jī)硫化物和碳-硫聚合物((C2Sx)nx＝2.5～50，n≥2)中選擇出來的；和電解質(zhì)。
電解質(zhì)可以是固態(tài)電解質(zhì)或是液態(tài)電解質(zhì)。
固態(tài)電解質(zhì)既能作為隔板，也能作為傳送金屬離子的介質(zhì)，它能由任意的具有電化學(xué)穩(wěn)定性的離子導(dǎo)電材料組成。離子導(dǎo)電材料可以包括玻璃電解質(zhì)、聚合體電解質(zhì)、或陶瓷電解質(zhì)。優(yōu)選的固態(tài)電解質(zhì)可以通過向聚合體電解質(zhì)例如聚醚、聚酰亞胺、聚硫醚等內(nèi)加入適當(dāng)?shù)闹С蛛娊赓|(zhì)而形成。固態(tài)電解質(zhì)隔板可以由重量小于20％的非水有機(jī)溶劑組成。此時，固態(tài)電解質(zhì)隔板還可以含有用于減小有機(jī)溶劑流動性的適當(dāng)?shù)哪z凝劑。
當(dāng)電解質(zhì)為液態(tài)電解質(zhì)時，鋰-硫電池應(yīng)進(jìn)一步含有由多孔玻璃、塑料、陶瓷或塑料組成的隔板，以便物理隔離電極。液體電極包括非水有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽。有機(jī)溶劑可以包括常用的非水有機(jī)電解質(zhì)，例如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二氧戊環(huán)、環(huán)丁砜、二甲苯、二甘醇二甲醚、四氫呋喃、四甘醇二甲醚等。
電解質(zhì)鹽可以包括含鋰陽離子的鋰鹽、有機(jī)的含陽離子鹽、或它們的混合物。
鋰鹽可以包括例如LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(式中，x和y為自然數(shù))、LiCl、LiI等。
有機(jī)含陽離子鹽具有低的蒸汽壓力，很高的閃點(diǎn)，且具有不可燃性，致使電池是安全且耐腐蝕的，以致可以形成機(jī)械的穩(wěn)定膜。優(yōu)選的鹽可以包括大的有機(jī)陽離子，其具有大于1003的范德華爾斯體積。陽離子的范德華爾斯體積越大，晶格能越小，因此可減小離子的導(dǎo)電性。
有機(jī)含陽離子鹽可以在很大的溫度范圍內(nèi)用作液相。有機(jī)含陽離子鹽優(yōu)選小于100℃溫度條件下用作液相，更好的是在小于50℃溫度條件下用作液相，最好的是在小于25℃溫度條件下用作液相。由此可以理解為，有機(jī)含陽離子鹽能依據(jù)應(yīng)用的方法在不同溫度范圍條件下用作液相。
有機(jī)陽離子優(yōu)選為雜環(huán)化合物的任意陽離子。該雜環(huán)化合物的雜原子可選自N、O、S、或它們的混合。雜環(huán)成分可以有一至四個雜原子，優(yōu)選為一或兩個雜原子。雜環(huán)化合物的陽離子包括一些化合物的陽離子，這些化合物選自吡啶鎓、噠嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、噁唑鎓和三唑鎓、或者它們的取代物。優(yōu)選為咪唑化合物陽離子例如1-乙基-3-甲基咪唑鎓(EMI)、1，2-二甲基-3-丙基咪唑鎓(DMPI)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓(BMI)等。
與陽離子結(jié)合的陰離子可以是雙(全氟乙基磺?；?二酰亞胺(N(C2F5SO2)2-、Beti)、雙(三氟甲基磺酰基)二酰亞胺(N(CF3SO2)2-、Im)、三(三氟甲基磺?；?甲基化物(C(CF3SO2)2-、Me)、三氟甲烷磺酰胺、三氟甲烷磺酰亞胺、三氟甲基磺酰亞胺、三氟甲基磺酸酯、AsF6-、ClO4-、PF6-、BF4-等中的任意一種。
優(yōu)選有機(jī)含陽離子鹽的實(shí)例包括1-乙基-3-甲基咪唑雙(全氟乙基磺?；?二酰亞胺(EMIBeti)、1，2-二甲基-3-丙基咪唑鎓雙(三氟甲基磺?；?二酰亞胺(DMPIIm)、或1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸酯(BMIPF6)。
在下文中，將結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明。然而這些實(shí)施例決不應(yīng)該被認(rèn)為是對本發(fā)明范圍的限制。
實(shí)施例1
把75wt.％的用作正極活性材料的硫粉、12wt.％的用作粘合劑的聚環(huán)氧乙烷(PEO)、以及13wt.％的用作導(dǎo)電材料的ketjen黑加入，用乙腈均勻分散，以配制淤漿狀正極活性材料。用刮板將該均勻分散的淤漿料涂覆在覆蓋了炭的鋁箔上，作為正極。然后，把正極切割成具有22cm2大小的形狀，將鋁接片焊接在其上，制成正極極板。
將厚200μm的鋰金屬箔切削成3×3cm2大小的形狀，用刷子將部分箔擦三遍，使其表面具有粗糙度。金屬鋰箔的表面平均粗糙度為0.5μm，它是使用光學(xué)3D剖面測定系統(tǒng)(型號為No.NT2000，WYKO制造)測定的。將厚10μm的銅箔配置在處理成表面具有平均的粗糙度的鋰金屬箔片表面上，接著用大約0.3噸的壓力按壓銅箔，以得到負(fù)極板。
順序?qū)⒁训玫降恼龢O板、真空干燥過的聚乙烯隔板和已得到的負(fù)極板重疊并插入盒中。將處于1，3-二氧戊環(huán)/二甲氧基乙烷/二甘醇二甲醚(體積比2∶4∶4)中的1M LiN(CF3SO2)電解質(zhì)注入其中，將該盒密封后制成盒型實(shí)驗(yàn)電池。
實(shí)施例2除了將厚200μm的鋰金屬箔切割成3×3cm2大小的形狀，再將厚100μm、孔隙率為85％的鎳泡沫材料重疊在鋰箔上，然后以0.3噸的力按壓它們以外，通過和實(shí)施例1所描述的同樣程序制造實(shí)驗(yàn)電池。
實(shí)施例3除了將厚200μm的鋰金屬箔切割成3×3cm2大小的形狀，再將厚10μm的銅箔重疊在鋰箔的兩個表面上，并且對它們進(jìn)行焊接以外，通過和實(shí)施例1所描述的同樣的程序制造實(shí)驗(yàn)電池。
比較例1除了將厚200μm的鋰金屬箔切割成3×3cm2大小，再將厚100μm的鎳片重疊在鋰箔上，然后按壓它們以外，通過和實(shí)施例1所描述的同樣的程序制造實(shí)驗(yàn)電池。
實(shí)施例1～3及比較例1分別制造30個實(shí)驗(yàn)電池，且對內(nèi)電阻(IR)和開路電壓(OCV)進(jìn)行測量。結(jié)果示于表1。IR和OCV用型號3550(HIOKI E.E.公司制造)測定。
表1

備注標(biāo)記“off”意為內(nèi)電阻大于30Ω。
如表1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1～3的實(shí)驗(yàn)電池的內(nèi)電阻顯著的低于比較例1的內(nèi)電阻值。因?yàn)樵黾拥膬?nèi)電阻表示接片和電極之間的不穩(wěn)定連接，因此，具有本發(fā)明實(shí)施例1～3實(shí)驗(yàn)電池所顯示的低電阻是有利的，從而指出負(fù)極和負(fù)極接片之間存在穩(wěn)定的連接。
根據(jù)本發(fā)明的鋰電池負(fù)極，由于在金屬鋰板和負(fù)極接片之間存在緊密連接，故能減小電池充電或放電時的內(nèi)電阻。因此，通過減小內(nèi)電阻而阻止了容量的減小，也可提供一種高容量電池。此外，使得將負(fù)極接片連接至鋰金屬板上變得容易，從而使制造出的電池型號不受限制，且降低了短路的發(fā)生率。
雖然對本發(fā)明的幾個實(shí)施方案已經(jīng)進(jìn)行了說明，但應(yīng)該理解為本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不偏離本發(fā)明的原則和精神條件下，可對實(shí)施方案加以改變，改變的范圍限定在權(quán)利要求及其等效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池負(fù)極，其中包括金屬鋰板和與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片，而該負(fù)極接片的孔隙率為50％至100％。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板為金屬鋰箔。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板是覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰。
4.如權(quán)利要求3所述的鋰電池負(fù)極，其中，導(dǎo)電基板選自金屬箔、金屬膜、導(dǎo)電聚合物膜、和金屬沉積聚合物膜。
5.如權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片由選自鎳、銅、鐵、和不銹鋼的至少一種金屬組成。
6.如權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片孔隙率為80％至95％。
7.一種鋰電池負(fù)極，其中包括金屬鋰板和連接金屬鋰板的上下端面的負(fù)極接片。
8.如權(quán)利要求7所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板為金屬鋰箔。
9.如權(quán)利要求7所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板是覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰。
10.如權(quán)利要求9所述的鋰電池負(fù)極，其中，導(dǎo)電基板選自金屬箔、金屬膜、導(dǎo)電聚合物膜、和金屬沉積聚合物膜。
11.如權(quán)利要求7所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片由選自鎳、銅、鐵、和不銹鋼的至少一種金屬制成。
12.一種鋰電池負(fù)極，其中包括金屬鋰板和連接金屬鋰板表面的負(fù)極接片，而與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片的表面具有比地理學(xué)面積大10％的表面積。
13.如權(quán)利要求12所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板為金屬鋰箔。
14.如權(quán)利要求12所述的鋰電池負(fù)極，其中，金屬鋰板是覆蓋在導(dǎo)電基板上的金屬鋰。
15.如權(quán)利要求14所述的鋰電池負(fù)極，其中，導(dǎo)電基板選自金屬箔、金屬膜、導(dǎo)電聚合物膜、和金屬沉積聚合物膜。
16.如權(quán)利要求12所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片由選自鎳、銅、鐵、和不銹鋼的至少一種金屬制成。
17.如權(quán)利要求12所述的鋰電池負(fù)極，其中，負(fù)極接片與金屬鋰板的接觸表面積比地理學(xué)面積大50％至100％。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰電池負(fù)極及包括該負(fù)極的鋰電池。鋰電池負(fù)極包括金屬鋰板和與金屬鋰板表面相連接的負(fù)極接片，其中與負(fù)極接片相連接的金屬鋰板的連接面的表面平均粗糙度為0.1至5μm；鋰電池負(fù)極包括金屬鋰板和孔隙率為50％至100％且與金屬鋰板相連接的負(fù)極接片；鋰電池負(fù)極包括金屬鋰板和連接金屬鋰板的上下端面的負(fù)極接片；或者，鋰電池負(fù)極包括金屬鋰板和與金屬鋰板表面相連接的負(fù)極接片，其中負(fù)極接片與金屬鋰板的接觸表面積比地理學(xué)面積大10％。
文檔編號H01M4/66GK101047239SQ20071010505
公開日2007年10月3日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月25日
發(fā)明者李濟(jì)玩 申請人:三星Sdi株式會社