【技术实现步骤摘要】
本公开涉及用于电化学电池的功能性混合粉末添加剂，涉及包含功能性混合粉末添加剂的电极和电化学电池，及其制造和使用方法。
技术介绍
1、本部分提供与本公开相关的背景信息，这些信息不一定是现有技术。
2、需要先进的储能设备和系统来满足各种产品的能量和/或功率要求，包括汽车产品，例如启停系统(例如，12v启停系统)、电池组辅助系统、混合动力电动车辆(“hev”)和电动车辆(“ev”)。典型的锂离子电池组包括至少两个电极和电解质和/或隔离件。两个电极中的一个可以用作正电极或阴极，而另一个电极可以用作负电极或阳极。填充有液体或固体电解质的隔离件可设置在负电极和正电极之间。电解质适合于在电极之间传导锂离子，并且像两个电极一样，可以是固体和/或液体形式和/或其混合形式。在包括固态电极和固态电解质层(或固态隔离件)的固态电池组的情况下，固态电解质层(或固态隔离件)可以物理地分隔电极，使得不需要单独的隔离件。
技术实现思路
1、本部分提供了本公开的一般性概述，而不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。
2、本公开涉及用于电化学电池的功能性混合粉末添加剂，涉及包含功能性混合粉末添加剂的电极和电化学电池，及其制造和使用方法。
3、在各个方面，本公开提供了用于循环锂离子的电化学电池的混合功能性粒子。混合功能性粒子可包括包含多个孔隙的锂化沸石和设置在锂化沸石的多个孔隙中的一个或多个孔隙内的多个含锂粒子。锂化沸石可具有大于或等于约10体积％至小于或等于约90体积％的孔隙率，并
4、在一方面，锂化沸石可由沸石骨架和分散在其中的多个阳离子限定。沸石骨架可选自：nat、edi、tho、ana、yug、goo、mon、heu、sti、bre、fau、mfi、ltl、lta及其组合。阳离子可包括li+和/或nh4+。
5、在一方面，多个含锂粒子可选自：磷酸锂(li3po4)粒子、硝酸锂(lino3)粒子、氟化锂(lif)、氧化锂(li2o)、过氧化锂(li2o2)及其组合。
6、在一方面，混合功能性粒子可包括大于或等于约5重量％至小于或等于约40重量％的含锂粒子。
7、在一方面，混合功能性粒子可具有大于或等于约100nm至小于或等于约10μm的粒度，以及大于或等于约10m2/g至小于或等于约500m2/g的比表面积。
8、在各个方面，本公开提供了用于循环锂离子的电化学电池的电极组件。电极组件可包括集流体和设置在集流体附近或与其相邻设置的电活性材料层。电活性材料层可包括多个电活性材料粒子和多个混合功能性粒子。每个混合功能性粒子可包括具有多个孔隙的锂化沸石和设置在锂化沸石的多个孔隙中的一个或多个孔隙内的多个含锂粒子。锂化沸石可具有大于或等于约10体积％至小于或等于约90体积％的孔隙率，并且含锂粒子可填充锂化沸石的总孔隙率的大于或等于约1％至小于或等于约100％。
9、在一方面，电活性材料层可包括大于或等于约90重量％至小于或等于约99.9重量％的电活性材料粒子，以及大于或等于约0.1重量％至小于或等于约10重量％的混合功能性粒子。
10、在一方面，锂化沸石可由沸石骨架和分散在其中的多个阳离子限定。沸石骨架可选自：nat、edi、tho、ana、yug、goo、mon、heu、sti、bre、fau、mfi、ltl、lta及其组合。阳离子可包括li+和/或nh4+。
11、在一方面，多个含锂粒子可选自：磷酸锂(li3po4)粒子、硝酸锂(lino3)粒子、氟化锂(lif)、氧化锂(li2o)、过氧化锂(li2o2)及其组合。
12、在一方面，混合功能性粒子可包括大于或等于约5重量％至小于或等于约40重量％的含锂粒子。
13、在一方面，混合功能性粒子可具有大于或等于约100nm至小于或等于约10μm的粒度，以及大于或等于约10m2/g至小于或等于约500m2/g的比表面积。
14、在一方面，多个混合功能性粒子可以是第一多个混合功能性粒子，锂化沸石可以是第一锂化沸石，含锂粒子可以是第一含锂粒子，并且电极还可以包括设置在电活性材料层的一个或多个表面上的平均厚度大于或等于约100nm至小于或等于约100μm的保护层。保护层可包括第二多个混合功能性粒子，所述第二多个混合功能性粒子包括具有多个孔隙的第二锂化沸石和设置在第二锂化沸石的多个孔隙中的一个或多个孔隙内的多个第二含锂粒子。第二锂化沸石可具有大于或等于约10体积％至小于或等于约90体积％的孔隙率，并且第二含锂粒子可填充第二锂化沸石的总孔隙率的大于或等于约1％至小于或等于约100％。第二锂化沸石可与第一锂化沸石相同或不同，并且第二含锂粒子可与第一含锂粒子相同或不同。
15、在一方面，电活性材料层可以具有与集流体相邻的具有混合粒子的第一浓度的第一表面和与第一表面相反的具有混合粒子的第二浓度的第二表面。第一浓度和第二浓度可以不同，并且电活性材料层中的混合功能性粒子可以存在从第一表面到第二表面的梯度。
16、在各个方面，本公开提供了一种循环锂离子的电化学电池。电化学电池可包括包含多个正电活性材料粒子的正电极、包含负电活性材料的负电极以及设置在正电极和负电极之间的隔离层，并且所述隔离层具有设置在所述隔离层的一个或多个表面上的陶瓷涂层。陶瓷涂层可以包括多个混合功能性粒子，每个混合功能性粒子可以具有具有多个孔隙的锂化沸石和设置在锂化沸石的多个孔隙中的一个或多个孔隙内的多个含锂粒子。锂化沸石可具有大于或等于约10体积％至小于或等于约90体积％的孔隙率，并且含锂粒子可填充锂化沸石的总孔隙率的大于或等于约1％至小于或等于约100％。
17、在一方面，陶瓷涂层可具有大于或等于约100nm至小于或等于约100μm的平均厚度。
18、在一方面，锂化沸石可由沸石骨架和分散在其中的多个阳离子限定。沸石骨架可选自：nat、edi、tho、ana、yug、goo、mon、heu、sti、bre、fau、mfi、ltl、lta及其组合。阳离子可包括li+和/或nh4+。
19、在一方面，多个含锂粒子可选自：磷酸锂(li3po4)粒子、硝酸锂(lino3)粒子、氟化锂(lif)、氧化锂(li2o)、过氧化锂(li2o2)及其组合。
20、在一方面，每个混合功能性粒子可包括大于或等于约5重量％至小于或等于约40重量％的磷酸锂(li3po4)粒子。
21、在一方面，每个混合功能性粒子可具有大于或等于约100nm至小于或等于约10μm的粒度，以及大于或等于约10m2/g至小于或等于约500m2/g的比表面积。
22、在一方面，多个混合功能性粒子可以是第一多个混合功能性粒子，锂化沸石可以是第一锂化沸石，含锂粒子可以是第一含锂粒子，并且正电极还可以包括与多个正电活性材料粒子一起分散的第二多个混合功能性粒子。第二多个混合功能性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种循环锂离子的电化学电池，所述电化学电池包括：
2.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述陶瓷涂层具有大于或等于约100nm至小于或等于约100μm的平均厚度。
3.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述锂化沸石由沸石骨架和分散在其中的多个阳离子限定，所述沸石骨架选自：NAT、EDI、THO、ANA、YUG、GOO、MON、HEU、STI、BRE、FAU、MFI、LTL、LTA及其组合，所述阳离子包括Li+和NH4+。
4.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述多个含锂粒子选自：磷酸锂(Li3PO4)粒子、硝酸锂(LiNO3)粒子、氟化锂(LiF)、氧化锂(Li2O)、过氧化锂(Li2O2)及其组合。
5.根据权利要求1所述的电化学电池，其中每个混合功能性粒子包括大于或等于约5重量％至小于或等于约40重量％的磷酸锂(Li3PO4)粒子。
6.根据权利要求1所述的电化学电池，其中每个混合功能性粒子具有大于或等于约100nm至小于或等于约10μm的粒度，以及大于或等于约10m2/g至小于或等于约500m2/g的比
7.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述多个混合功能性粒子是第一多个混合功能性粒子，所述锂化沸石是第一锂化沸石，所述含锂粒子是第一含锂粒子，并且所述正电极还包括：
8.根据权利要求7所述的电化学电池，其中所述正电极包括：
9.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述多个混合功能性粒子是第一多个混合功能性粒子，所述锂化沸石是第一锂化沸石，所述含锂粒子是第一含锂粒子，并且第二多个混合功能性粒子设置在所述隔离层内，所述第二多个混合功能性粒子具有：
10.根据权利要求9所述的电化学电池，其中所述隔离层包括大于或等于约20重量％至小于或等于约97重量％的混合功能性粒子。
...【技术特征摘要】
1.一种循环锂离子的电化学电池，所述电化学电池包括：
2.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述陶瓷涂层具有大于或等于约100nm至小于或等于约100μm的平均厚度。
3.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述锂化沸石由沸石骨架和分散在其中的多个阳离子限定，所述沸石骨架选自：nat、edi、tho、ana、yug、goo、mon、heu、sti、bre、fau、mfi、ltl、lta及其组合，所述阳离子包括li+和nh4+。
4.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述多个含锂粒子选自：磷酸锂(li3po4)粒子、硝酸锂(lino3)粒子、氟化锂(lif)、氧化锂(li2o)、过氧化锂(li2o2)及其组合。
5.根据权利要求1所述的电化学电池，其中每个混合功能性粒子包括大于或等于约5重量％至小于或等于约40重量％的磷酸锂(li3po4)粒子。
【专利技术属性】
技术研发人员：肖兴成，蔡梅，赵逸帆，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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