锂金属电极及其电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109219900A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201780022432.4李林森维克拉姆·潘德(22)申请日2017.04.05迪利普·克里希纳穆尔蒂齐尚·阿哈默德(30)优先权数据威廉·亨利·伍德福德62/318,4702016.04.05US(74)专利代理机构北京柏杉松知识产权代理事(85)PCT国际申请进入国家阶段日务所(普通合伙)114132018.10.08代理人侯丽英刘继富(86)PCT国际申请的申请数据(51)Int.Cl.PCT/US2017/0262272017.04.05H01M2/14(2006.01)(87)PCT国际申请的公布数据H01M2/16(2006.01)WO2017/176936EN2017.10.12H01M4/134(2006.01)H01M4/38(2006.01)(71)申请人麻省理工学院H01M10/052(2006.01)地址美国马萨诸塞州申请人卡耐基梅隆大学24M技术公司H01M10/054(2006.01)H01M10/0567(2006.01)(72)发明人姜一民文卡塔苏布拉马尼安·维斯瓦纳坦权利要求书4页说明书18页附图10页(54)发明名称锂金属电极及其电池(57)摘要本公开总体上涉及用于锂金属电池中的隔膜，以及相关联的系统和产品。某些实施例涉及当电极保持在电压下时形成或修复的隔膜。在一些实施例中，电化学电池可以包括电解质，电解质包括用于隔膜的前体。CN109219900ACN109219900A权利要求书1/4页1.一种在可充电电化学电池中形成隔膜的方法，包括：将可充电电化学电池中的第一电极保持在第一电压，其中，可充电电化学电池包括电解质，所述电解质包括小于或等于1mM且大于或等于1nM的量的用于隔膜的前体，和其中，第一电压使用于隔膜的前体反应以形成位于第一电极和第二电极之间的隔膜。2.一种修复可充电电化学电池中的隔膜中的缺陷的方法，包括：将可充电电化学电池中的第一电极保持在第一电压，其中，可充电电化学电池包括隔膜，其中，可充电电化学电池包括电解质，所述电解质包括小于或等于1mM且大于或等于1nM的量的用于隔膜的前体，和其中，第一电压使用于隔膜的前体反应以修复隔膜中的缺陷。3.一种可充电电化学电池，包括：第一电极；第二电极；和电解质，其中，所述电解质包括用于隔膜的前体，并且其中，用于隔膜的前体在电解质中的溶解度小于或等于1mM且大于或等于1nM。4.一种可充电电化学电池，包括：第一电极；第二电极；和电解质，其中，所述电解质包含第一卤素阴离子和能够反应以形成第一卤素阴离子的物质中的至少一种，并且其中，所述电解质包含第二卤素阴离子和能够反应以形成第二卤素阴离子的物质中的至少一种。5.一种可充电电化学电池，包括：第一电极；第二电极；和隔膜，其中，所述隔膜至少包括第一层和第二层，并且其中，第二层在比第一层更高的电压下发生氧化。6.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体能够修复隔膜中的缺陷。7.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体包含卤素阴离子。8.根据权利要求7所述的方法或可充电电化学电池，其中，卤素阴离子是以下之一：氟阴离子、氯阴离子、溴阴离子和碘阴离子。9.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体包含能够反应以形成卤素阴离子的物质。10.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体包含多卤素阴离子。11.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，多卤素阴离子包括至少两个卤素物质。2CN109219900A权利要求书2/4页12.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体包括氧化态为0的卤素。13.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体包-含以下中的至少一种：氯酸根阴离子、高氯酸根阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子、PF6-阴离子、BF4阴离子、双(氟磺酰基)亚胺阴离子和双(三氟甲烷)磺酰亚胺阴离子。14.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体包含锂阳离子。15.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体包含碱土金属阳离子。16.根据权利要求15所述的方法或可充电电化学电池，其中，所述碱土金属阳离子是Mg2+。17.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，用于隔膜的前体包含至少两种卤素阴离子。18.根据任一前述权利要求所述的方法或可充电电化学电池，其中，当可充电电化学电池在大于或等于4V的电压下工作时，