用于锂离子电池组的铝阳极集流器制造技术

描述了基板，其包括铝合金层，所述铝合金层具有也被称为保护覆盖层的传导包覆层。所述传导包覆层能够阻止某些材料与所述铝合金层接触，同时允许电子传输到所述铝合金。所述基板可被用于例如电子应用，诸如供电池组、电化学电池、电容器、超级电容器等用的集流器或电极中。极中。极中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于锂离子电池组的铝阳极集流器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年3月9日提交的美国临时申请第62/987,103号和于2020年10月29日提交的美国临时申请第63/107,289号的权益和优先权，所述申请都通过引用方式以其整体并入本文。


[0003]本公开涉及用于电化学电池的集流器，并且更具体地涉及用于电化学电池的电极中的铝集流器。

技术介绍

[0004]在传统的锂离子电池组中，用铜作为阳极集流器，并且用铝作为阴极集流器。一般不能用铝作为锂离子电池组中阳极侧的集流器，因为在阳极电位下锂会将铝反应性合金化。如果需用铝作为锂离子电池组中的阳极集流器，则需要取得进展。

技术实现思路

[0005]术语实施方案和类似术语旨在广义地指代本公开和所附权利要求的所有主题。包括这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题，或限制所附权利要求的含义或范围。由本文覆盖的本公开的实施方案由所附权利要求而非本
技术实现思路
限定。本
技术实现思路
是本公开的各方面的高度概述，并介绍了一些概念，这些概念在下面的具体实施方式部分中进一步描述。本
技术实现思路
并不意图确认所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图用来孤立地确定所要求保护的主题的范围。应当参考本公开的整个说明书、任何或所有附图以及每项权利要求的适当部分来理解本主题。
[0006]本文描述了基于铝合金的基板，其可用于诸如电子基板、电池组电极、电池组集流器、电容器电极、电容器集流器等的应用。在一些实例中，基板包括铝合金层；以及与铝合金层接触的传导保护层。
[0007]传导保护层可以允许电子从传导保护层外部传输到铝合金层，并且可以另外起到保护下面的铝合金层，使其免受腐蚀性条件、破坏性条件的影响；免于变得无传导性；或免于与可能会腐蚀铝合金层、破坏铝合金层、使铝合金层变得无传导性的材料接触的作用。在一些实例中，传导保护层可具有从105S/m至108S/m的电导率或从10
‑8Ω
·
m至10
‑6Ω
·
m的电阻率。例如，传导保护层可以阻止锂原子或锂离子传输到铝合金层。传导层可以没有或基本上没有允许锂原子或锂离子传输到铝合金层的疵点(imperfection)。例如，传导保护层可以没有或基本上没有在传导保护层的面向铝合金层的表面和传导保护层的对置表面之间延伸的疵点。传导保护层可以包括在铝合金层上的包覆层，或者铝合金层可以包括在传导保护层上的包覆层。根据配置，传导保护层可以包覆全部或仅部分铝合金层。在一些情况下，例如，传导保护层可以包括在全部或部分铝合金层之上的完整包封层。在其他情况下，传导保护层可以覆盖部分铝合金层，并且铝合金层可以从传导保护层延伸或延伸到传导保
护层之外，诸如以与外部电路接触。
[0008]尽管传导保护层可以具有电传导性，但并非所有电传导性材料都可用作传导保护层。例如，铝的传导保护层可能无法为下面的铝合金层提供足够的保护。在一些实例中，传导保护层包括不与锂形成合金的材料。换句话说，在一些实施方案中，传导保护层不包括与锂形成合金的材料。例如，在各种实施方案中，传导保护层不包括铝、锌、镁、硅、锗、锡、铟、锑或碳。任选地，传导保护层包括在从0V至5V(相对于Li/Li
+
)的电位下，诸如在从0V至1V、从1V至2V、从2V至3V、从3V至3.2V、从3.2V至4V或从4V至5V(全部相对于Li/Li
+
)的电位下不与锂反应的材料。在一些实例中，传导保护层包括钛、铬、铁、镍、钼、钨、铜或氮化钛中的一种或多种。
[0009]尽管不限于此，但是传导保护层可以具有70重量％或更高的纯度，诸如71重量％或更高、72重量％或更高、73重量％或更高、74重量％或更高、74重量％或更高、75重量％或更高、76重量％或更高、77重量％或更高、78重量％或更高、79重量％或更高、80重量％或更高、81重量％或更高、82重量％或更高、83重量％或更高、84重量％或更高、85重量％或更高、86重量％或更高、87重量％或更高、88重量％或更高、89重量％或更高、90重量％或更高、91重量％或更高、92重量％或更高、93重量％或更高、94重量％或更高、95重量％或更高、96重量％或更高、97重量％或更高、98重量％或更高、99重量％或更高、99.9重量％或更高、或99.99重量％或更高的纯度。传导保护层可以包括这样的金属层，其具有30重量％或更低、25重量％或更低、20重量％或更低、15重量％或更低、10重量％或更低、9重量％或更低、8重量％或更低、7重量％或更低、6重量％或更低、5重量％或更低、4重量％或更低、3重量％或更低、2重量％或更低、1重量％或更低、0.1重量％或更低、或0.01重量％或更低的杂质含量。在一些配置中，可能期望限制传导保护层中氧的量。示例性传导保护层可以包括30重量％或更低、25重量％或更低、20重量％或更低、15重量％或更低、10重量％或更低、9重量％或更低、8重量％或更低、7重量％或更低、6重量％或更低、5重量％或更低、4重量％或更低、3重量％或更低、2重量％或更低、1重量％或更低、0.1重量％或更低、或0.01重量％或更低的氧含量。
[0010]传导保护层可以任选地包括复合结构，诸如其中所述传导保护层由两种或更多种被定位成彼此接触的不同材料构成。在一些实例中，传导保护层可以包括多个子层，其中每个子层可以不同于其他层。此类传导保护层的子层中的每一个子层均可以独立地具有与其他子层不同的纯度。任选地，所述复合结构至少包括第一子层和第二子层，并且其中所述第一子层和所述第二子层包含相同的材料或不同的材料。任选地，每个子层独立地具有70重量％或更高、75重量％或更高、或80重量％或更高的纯度。
[0011]任选地，铝合金层可以使用任何合适的技术在传导保护层上生成。铝合金层的实例包括但不限于物理沉积层、溅射沉积层、蒸发沉积沉积层、化学沉积层、电沉积沉积层、电镀层、化学气相沉积层或原子层沉积层。任选地，所述铝合金层包括晶体结构或多晶结构。任选地，所述铝合金层包括在包括金属或金属合金箔的传导保护层上的沉积包覆层。
[0012]任选地，所述传导保护层可以使用任何合适的技术在铝合金层上生成。传导保护层的实例包括但不限于物理沉积层、溅射沉积层、蒸发沉积沉积层、化学沉积层、电沉积沉积层、电镀层、化学气相沉积层或原子层沉积层。任选地，所述传导保护层包括晶体结构或多晶结构。任选地，所述传导保护层包括在包括铝合金箔的铝合金层上的沉积包覆层。
[0013]传导保护层或其一个或多个子层可以具有任何合适的厚度以提供合适的传导性和保护。例如，传导保护层或其一个或多个子层可具有从约10nm至约100μm的厚度，诸如从10nm至50nm、从10nm至100nm、从10nm至1μm、从10nm至5μm、从10nm至10μm、从10nm至50μm、从10nm至100μm、从50nm至100nm、从50nm至500nm、从50nm至1μm、从50nm至5μm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基板，其包括：铝合金层；和传导保护层，所述传导保护层与铝合金层接触。2.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层阻止锂原子或锂离子传输至所述铝合金层。3.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层没有或基本上没有允许锂原子或锂离子传输至所述铝合金层的疵点。4.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层没有或基本上没有在所述传导保护层的面向所述铝合金层的表面和所述传导保护层的对置表面之间延伸的疵点。5.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包括在所述铝合金层上的包覆层。6.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包覆所述铝合金层的全部或一部分。7.如权利要求1所述的基板，其中所述铝合金层包括在所述传导保护层上的包覆层。8.如权利要求5所述的基板，其中所述传导保护层包括在所述铝合金层的全部或一部分上的完全包封层。9.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包含不与锂合金化的材料。10.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层不包含与锂合金化的材料。11.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层不包含铝、锌、镁、硅、锗、锡、铟、锑或碳。12.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层具有70重量％或更高的纯度。13.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包含在相对于Li/Li
+
的从0V至5V的电位下不与锂反应的材料。14.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包含钛、铬、铁、镍、钼、钨、铜或氮化钛中的一者或多者。15.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包括复合结构。16.如权利要求15所述的基板，其中所述复合结构至少包括第一子层和第二子层，并且其中所述第一子层和所述第二子层包含相同的材料或不同的材料。17.如权利要求15所述的基板，其中所述复合结构的一个或多个子层各自独立地具有70重量％或更高的纯度。18.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包括物理沉积层、溅射沉积层、蒸发沉积沉积层、化学沉积层、电沉积沉积层、电镀层、化学气相沉积沉积层或原子层沉积沉积层。19.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包括晶体结构或多晶结构。20.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层具有30重量％或更少的氧含量。21.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包括具有1重量％或更少的杂质含量的金属层。22.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层具有从105S/m至108S/m的电导率或从10
‑8Ω
·
m至10
‑6Ω
·
m的电阻率。23.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层具有从10nm至100μm或从1μm至500μm的厚度。
24.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层是金属片材或金属合金片材或金属箔或金属合金箔。25.如权利要求1所述的基板，其中所述传导保护层包括第一箔，其中所述铝合金层包括第二箔，并且其中所述第一箔和所述第二箔彼此粘结。26.如权利要求1所述的基板，其中所述铝合金层包括铝合金片材或铝合金箔。27.如权利要求1所述的基板，其中所述铝合金层具有从10nm至...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：乔治亚州技术研究公司，
类型：发明
国别省市：