[发明专利]锂离子电池

说明书

背景技术

本发明总体上涉及锂电池的领域。具体而言，本发明涉及在电池寿命期间不易受到容量衰减的影响的锂离子电池。

锂离子电池包括正集电器(例如，诸如铝箔等的铝)和负集电器(例如，诸如铜箔等的铜)，其中正集电器上提供有活性材料(例如LiCoO₂)，负集电器上提供有活性材料(例如，诸如石墨等的碳质材料)。正集电器和其上提供的活性材料一起被称为正电极，而负集电器和其上提供的活性材料被称为负电极。

图1示出了如上所述的常规锂离子电池10的一部分的示意性示图。电池10包括：包括正集电器22和正活性材料24的正电极20、包括负集电器32和负活性材料34的负电极30、电解质材料40以及提供于正电极20和负电极30中间(intermediate)或之间的间隔体(例如，聚合物多孔间隔体，未示出)。电极20、30可以设置成相对扁平的或平坦的板，或者可以卷成或绕成螺旋或其他构造(例如椭圆状构造)。还可以将电极设置成折叠结构。

在电池10充放电期间，锂离子在正电极20和负电极30之间移动。例如，当电池10放电时，锂离子从负电极30流动到正电极20。相反，当对电池10充电时，锂离子从正电极20流动到负电极30。

常规锂离子电池的一个难题是，由于电池老化和循环操作，在电池寿命期间它们可能会表现出容量衰减。如这里所使用的那样，“容量衰减”一词表示在电池寿命期间的电池容量的损失。

医疗装置行业生产各式各样的用于治疗患者的医疗疾病的电子设备和机械设备。根据医疗疾病，可以将医疗装置外科植入或从外部连接到接受治疗的患者。临床医师单独使用医疗装置或与药物治疗和手术结合起来以治疗患者的医疗疾病。对于某些医疗疾病而言，医疗装置提供最好的，有时是唯一的治疗，以使人恢复到更健康的状态和更长的寿命。

希望能提供一种用于电池供电设备的改进的电池电源，所述电池供电设备例如是医疗装置，包括可植入医疗装置。在这种情况下，提供可再充电的电池可能是有利的。提供对电池寿命期间的容量衰减较有抵抗力的电池也可能是有利的。提供采用了包括这些或其他有利特征中的任一种或多种的电池的医疗装置(例如可植入医疗装置)也将是有利的。

发明内容

本发明的示范性实施例涉及一种锂离子电池，其包括：正电极；包括碳的负电极；以及含有第一和第二添加剂的电解质。所述第一添加剂包括起到离子接收器作用的硼烷或硼酸盐化合物，而所述第二添加剂包括能够在所述负电极的表面上发生反应以形成离子导电层的烯烃。

本发明的另一示范性实施例涉及一种锂离子电池，其包括：正电极；包括碳纤维或石墨化中间相碳微珠和焦炭的混合物的负电极；以及包括第一添加剂和第二添加剂的电解质，所述第一添加剂包括起到离子接收器作用的硼烷或硼酸盐化合物，而所述第二添加剂包括能够在所述负电极的表面上发生反应以形成离子导电层的烯烃。

本发明的另一示范性实施例涉及一种锂离子电池，其包括：正电极；包括活性材料的负电极，所述活性材料包括石墨化中间相碳微珠和焦炭；以及包括碳酸亚乙烯酯和三甲氧基硼氧酯添加剂的电解质。

本发明的另一示范性实施例涉及包括锂离子电池的医疗装置，所述锂离子电池用于为医疗装置供电。所述锂离子电池包括正电极、包括碳的负电极以及含有第一和第二添加剂的电解质。所述第一添加剂包括起到离子接收器作用的硼烷或硼酸盐化合物，而所述第二添加剂包括能够在所述负电极的表面上发生反应以形成离子导电层的烯烃。

附图说明

图1为常规锂离子电池的示意性截面图；

图2为根据示范性实施例的锂离子电池的一部分的示意性截面图；

图3为条形图，其示出了负电极包括MCMB并采用了各种电解质添加剂的锂电池的容量衰减情况；

图4为条形图，其示出了负电极包括MCMB和焦炭并采用了各种电解质添加剂的锂电池的容量衰减情况；

图5为条形图，其示出了负电极包括碳纤维并采用了各种电解质添加剂的锂电池的容量衰减情况；

图6为植入患者体内或躯干内的可植入医疗装置形式的系统的示意图；

图7为可植入医疗装置形式的另一种系统的示意图。

具体实施方式

根据示范性实施例，可以提供一种电池，其对电池寿命期间的容量衰减可表现出增强的抵抗力。该电池包括含碳的负电极和电解质，电解质包括一种或多种添加剂，用于减小使用期间电池经受的容量衰减的量。可以将这种电池用于在整个使用寿命期间需要相对恒定的容量的许多中应用中的任意一种应用，包括可植入医疗装置。