[发明专利]掺杂的锂阳极、具有掺杂的锂阳极的电池组及其使用方法

权利要求书

1.一种阳极，包括：

锂金属，以及

在所述锂金属中的掺杂物，

其中，所述阳极的厚度为至多50μm，

所述掺杂物选自铝、银、金、铂、锡、铋、铜、铟、锌、镍及它们的混合物，

所述掺杂物以0.02至1.0原子百分比的量存在，和

所述阳极不包含含有锂和掺杂物的金属间化合物。

2.根据权利要求1所述的阳极，其中，所述掺杂物：

(a)以至多0.2原子百分比的量存在；

(b)以0.05至0.15原子百分比的量存在；

(c)是选自以下的金属：铝、银、金、铂和锡；和/或

(d)包括铝或银。

3.根据权利要求1或2所述的阳极，其中，所述阳极

(a)厚度为至多30μm；和/或

(b)在干燥空气中表现出稳定性。

4.根据前述权利要求中任一项所述的阳极，其中，所述阳极通过了改进的电荷传输测试。

5.根据前述权利要求中任一项所述的阳极，其中，所述掺杂物以0.05至0.15原子百分比的量存在，所述阳极的厚度为至多30μm，并且所述掺杂物包括银。

6.一种电池组，包括：

如前述权利要求中任一项所述的阳极；

与所述阳极接触的阳极电荷收集元件；

阴极；

与所述阴极接触的阴极电荷收集元件；以及

电解质和壳体，所述电解质与所述阳极和所述阴极接触，所述壳体包围所述阳极、阳极电荷收集元件、阴极、阴极电荷收集元件和电解质；

其中，所述阳极包括掺杂有掺杂物的锂金属，并且所述掺杂物以0.02至1.0原子百分比的量存在。

7.根据权利要求6所述的电池组，还包括隔板；任选地，其中所述隔板包括选自以下的材料：棉、尼龙、聚酯、玻璃、聚合物膜、陶瓷、橡胶、石棉和木材。

8.根据权利要求6或7所述的电池组，其中，

(a)所述电解质为液体；

(b)所述阴极包括选自以下的材料：硫化合物、钴化合物、石墨、镍化合物、锰化合物、氧化物、铁化合物以及它们的混合物；和/或

(c)所述阳极电荷收集元件和所述阴极电荷收集元件包括独立地选自以下的材料：铜、铝、钢及它们的组合。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的电池组，其中，所述电解质包括：

盐，所述盐选自：LiPF₆、双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂及它们的混合物；以及

溶剂，所述溶剂选自：碳酸酯、醚及它们的混合物。

10.根据权利要求9所述的电池组，其中，所述盐包括LiPF₆，

所述溶剂包括EC/DMC；以及

所述阴极包括NMC811。

11.一种制备权利要求1至5中任一项所述的阳极的方法，包括：

熔化锂金属；

将掺杂物金属引入到所述锂金属中以形成熔化的掺杂的锂金属；

固化所述掺杂的锂金属；以及

将所述掺杂的锂金属形成为厚度为至多450μm的箔。

12.一种用根据权利要求6至10中任一项所述的电池组产生电力的方法，包括：

将所述电池组的阳极和阴极连接到外部负载以完成电路。

13.根据权利要求6至10中任一项所述的电池组，其中，所述电池组在200次循环后保持至少70％的容量。

14.一种形成电池组的方法，包括：

通过权利要求11的方法形成阳极；以及

由所述阳极组装所述电池组；

其中，所述组装是在空气中进行的。

15.一种对权利要求6至10或13中任一项所述的电池组进行再充电的方法，包括将所述电池组连接到电源。