[发明专利]具有低反离子渗透率层的电池

权利要求书

1.一种用于电池单元的电极配置，包括：

正极；

负极；

介于正极和负极之间的隔离物，所述隔离物具有针对反离子的第一渗透率，所述反离子不参与电池电极反应；和

介于隔离物和正极之间的低反离子渗透率层，所述低反离子渗透率层具有小于第一渗透率的针对反离子的第二渗透率，

其中，隔离物包括与低反离子渗透率层邻近的第一盐浓度和与负极邻近的第二盐浓度，并且第二盐浓度大于第一盐浓度，

其中，所述正极包括第一溶剂，并且所述隔离物包括第二溶剂，所述第一溶剂不同于所述第二溶剂，并且所述低反离子渗透率层具有针对第一和第二溶剂的低渗透率，使得第一和第二溶剂由所述低反离子渗透率层分开。

2.根据权利要求1所述的电极配置，其中，所述低反离子渗透率层包括施加到所述正极的膜。

3.根据权利要求2所述的电极配置，其中，所述膜包括以下中的一种或多种：LATP；LLZO；LLTO；离子交换聚合物；磺化四氟乙烯；混合导体；和TiS₂。

4.根据权利要求1所述的电极配置，其中，所述低反离子渗透率层包括以使得所述低反离子渗透率层形成所述隔离物和所述正极之间的锂传导材料的渗透网络的方式嵌入在惰性非传导聚合物中的LATP。

5.根据权利要求1所述的电极配置，其中，所述低反离子渗透率层由沉积在所述正极上的LiPON形成。

6.根据权利要求1所述的电极配置，其中，所述反离子包括与所述正极邻近的第一反离子和与所述负极邻近的第二反离子，所述第一反离子与所述第二反离子不同。

7.根据权利要求6所述的电极配置，其中，所述第一反离子由LiBF₄提供，并且所述第二反离子由LiTFSI提供。

8.根据权利要求1所述的电极配置，其中：

第一溶剂包括乙腈，并且第二溶剂包括聚环氧乙烷，并且

所述正极还包括包含NCA的正极活性材料。

9.根据权利要求1所述的电极配置，还包括：

与所述负极邻近的碳酸亚乙烯酯添加剂。

10.根据权利要求1所述的电极配置，其中：

所述低反离子渗透率层包括嵌入在与形成所述隔离物和所述正极之一的材料相同的材料中的多个颗粒或薄片。

11.根据权利要求1所述的电极配置，其中，所述低反离子渗透率层具有小于500微米的厚度。

12.根据权利要求1所述的电极配置，其中，所述隔离物由聚环氧乙烷与盐或固体聚合物电解质形成。

13.根据权利要求1所述的电极配置，其中，所述正极包括第一固体离子传导材料，并且所述负极电解质包括第二固体离子传导材料。

14.一种电池单元，包括：

电极配置，其包括：

正极；

负极；

介于正极和负极之间的隔离物，所述隔离物具有针对不参与电池电极反应的反离子的第一渗透率；和

介于隔离物和正极之间的低反离子渗透率层，所述低反离子渗透率层具有小于第一渗透率的针对反离子的第二渗透率，

其中，所述隔离物包括与低反离子渗透率层邻近的第一盐浓度和与负极邻近的第二盐浓度，并且第二盐浓度大于第一盐浓度，

其中，所述正极包括第一溶剂，并且所述隔离物包括第二溶剂，所述第一溶剂不同于所述第二溶剂，并且所述低反离子渗透率层具有针对第一和第二溶剂的低渗透率，使得第一和第二溶剂由所述低反离子渗透率层分开。