[发明专利]包括牺牲性锂电极和织物转化负极的锂离子电池前体

权利要求书

1.锂离子蓄电池前体，其包括

-一个或多个电极模块（1），每个电极模块都由以下形成：

（a）至少一个织物负极前体（2），其由基于元素周期表第4族至第12族的一种或多种过渡金属的织物金属结构（4）构成，所述织物金属结构（4）的表面（5）被氧化，

（b）聚合物隔离体（6），其用非质子有机溶剂中的锂盐溶液浸渍，所述隔离体覆盖所述织物负极前体的整个表面，

（c）正极（3），其形成固体、优选连续的基质，所述基质包围由（a）和（b）形成的结构，和

-至少一个金属锂电极，其由电导体（10）支撑的金属锂条（9）形成，并且通过用非质子有机溶剂中的锂盐溶液浸渍的聚合物隔离体（11）与所述一个或多个电极模块隔开，

其特征在于，所述锂条的几何表面积与所有的所述织物负极前体的累积几何表面积的比率为0.05至0.33，优选0.1至0.25。

2.如权利要求1所述的蓄电池前体，其特征在于，所述表面氧化的织物金属结构是由短纤维形成的无纺结构，所述短纤维优选具有1厘米至50厘米、优选2厘米至20厘米的平均长度，和5微米至50微米的当量直径。

3.如权利要求1或2所述的蓄电池前体，其特征在于，所述织物金属结构由非合金钢或低合金钢制成。

4.如前述权利要求任一项所述的蓄电池前体，其特征在于，多个相同尺寸的平面状电极模块相互平行叠置。

5.如前述权利要求任一项所述的蓄电池前体，其特征在于，所述锂电极的锂条的平面与所述一个或多个电极模块的平面平行。

6.如前述权利要求任一项所述的蓄电池前体，其特征在于，所述蓄电池前体还包括与每个电极模块的正极（c）电接触的电子收集体（8），所述电子收集体优选由与所述一个或多个电极模块的平面平行布置并插入它们之间的一个或多个铝格栅形成。

7.从前述权利要求任一项所述的锂离子蓄电池前体生产锂离子蓄电池的方法，所述方法包括：

（i）通过所述牺牲性金属锂电极电化学还原所述一个或多个负极前体的步骤，该步骤包括在所述负极和所述锂电极之间施加电压或电流并且导致所述牺牲性金属锂电极的部分或全部消耗，直到所述负极前体的表面氧化层被部分或全部转化为纳米结构的转化层，

（ii）通过所述蓄电池前体的所述正极电化学还原所述一个或多个负极前体的步骤，该步骤包括使电流从所述正极流至所述负极，直到所述正极被完全充电，

这两个步骤可以以该顺序或以相反顺序进行。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（i）持续到所述牺牲性金属锂电极完全消失。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（i）在所述牺牲性金属锂电极完全消失之前停止。

10.如权利要求7至9中任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤（i）期间，施加逐渐降低的电压，优选所施加的电压分阶段地减小。