专利名称：制造带有定向的循环稳定结构的锂电池的阴极结构的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于基于锂的原电池或蓄电池的阴极结构及其制造方法。本发明 尤其是涉及一种阴极结构，利用该阴极结构实现一种高的循环稳定性，尤其是针对在汽车 领域中的应用实现一种高的循环稳定性。
背景技术：
如在多种其它的电池中那样，在锂离子电池中，充电或放电伴随有阴极结构或阳 极结构的本体变化。容积变化通过将锂贮藏到设置阴极的主晶相(Wirtsgitter)中来形成， 在该主晶相中锂离子(通过电流)被容纳到阴极结构中。尤其是在锂硫电池或者锂空气电池 的情况下，通过在锂和硫或在锂和氧之间的氧化还原反应而形成特别大的容积变化。由此，在多次充电和放电循环之后，由于本体的转换而得到强烈的结构变化，由此 明显影响了蓄电池的效率、尤其是容量。此外，更紧凑的、机械上更稳定的结构伴随有明显 更低的效率，因为比表面并且因此离子或电子传导率在更紧凑的构造的情况下明显变小。 对于高的电流密度需要的是，在主晶相、碳(作为电子导体)和电解质(作为锂离子导体)之 间设置尽可能多的三相边界(或关于此的高容积密度)。因而，高的电流密度要求具有高的 表面的微结构，然而该微结构在根据现有技术的蓄电池的情况下同时伴随有在充电和放电 过程中的高损耗(低循环稳定性)。
发明内容
因而，本发明的任务是，设置一种阴极结构，该阴极结构一方面能够实现高的电流 密度并且另一方面被设置为针对大数目的循环也提供高的循环稳定性的机械结构。该任务通过根据独立权利要求的装置和方法来解决。本发明能够实现成本低廉地并且简单地制造尤其是适于基于锂的蓄电池的阴极 结构，其中根据本发明的阴极结构一方面设置了特别高的机械强度和稳定性，并且另一方 面能够实现高比表面(即关于容积的三相边界面)。由此，得到特别高的循环稳定性，其中给 出了针对大数目的充电和放电循环的机械稳定性。同样地，本发明在大数目的循环之后也 能够实现高的电流密度，因为由于基本结构的机械稳定性而在大量的充电和放电过程之后 也保证了高比表面。根据本发明的制造方法能利用已经充分试验的方法来执行，其中可以 通过简单的方式来精确地调节多个参数，以便设置阴极结构的所希望的特性。借助制造方 法的工艺参数，能实现结构的可准确预测的特征量。与根据现有技术的制造方法相比，该制 造方法此外仅仅需要少量的能量，并且可以通过具有简单的机械装置的自动机来设置，但 是这些自动机允许精确地控制所希望的特性。结构特性能在宽的范围上变化，使得可能与 特定的应用领域进行特定匹配。本发明所基于的想法是，借助冷冻铸造(Gefriergiessen)来制造阴极结构， 其中阴极的结构通过首先被设置在水中的悬浮液中的颗粒来形成，并且得到的悬浮体 (Aufschlaemmung)被有针对性地冷冻。该结构通过有针对性地构造冰晶而得到，其中晶体
4形成有针对性地用作形成结构的措施。在这种情况下，尤其是使用冷冻水的特性或者其在 形成晶体时的特性，以便设置合适的具有高比表面以及具有高的机械稳定性的微结构。电池的在放电期间Li离子朝向其移动的部分被视为阴极或阴极结构。根据本发明的阴极结构包括支承结构，在该支承结构的微结构中引入活性材料。 支承结构包括多个彼此基本上平行的接片作为微结构，这些接片离开支承层地延伸。接片 因此一体式地连接在具有连续的支承层的那侧上，使得由于连续的支承层而一体式地设置 支承结构。从底部开始或从冷却的铸模开始，多个平行的接片通过悬浮液的结晶而得到，其 中悬浮液的上侧被设置为比铸模或下侧略微更暖。因此，得到温度梯度，然而其中上侧被冷 却到至少在水的凝固点的附近或者被冷却到位于水的凝固点之下的温度。通过温度梯度， 形成冰晶结构，其中悬浮液在固化期间被去混合并且这样水和颗粒被分离。这样，冷冻干燥 工艺和相对于悬浮液的施加部位有针对性地进给固化的材料以及由于在晶化期间的去混 合工艺，得到了接片。温度梯度的另一分量在进给方向上延伸。在此，从支承层/铸模开始 并且沿着进给方向进行接片在延伸方向上的持续的温度降低。温度梯度通过该温度降低而 被限定。温度梯度具有两个分量，即沿着进给方向的第一下降分量和从支承层/铸模的法 线开始的第二下降分量，其中第二下降分量离开支承层而下降。接片因此通过晶化过程、即 通过冷冻铸造工艺及其工作参数来限定。这些工作参数包括例如水中的颗粒的运行速度、 温度、温度差和/或浓度。由这些工艺参数得到接片的特性，这些特性基本上在接片的横截 面形状中、在接片彼此的距离中、在接片内的颗粒的密度以及接片高度中得到反映。接片 的结构特征因此通过冷冻铸造工艺来限定。在通过冷冻铸造形成的接片之间设置有活性材 料。为了设置改进的机械能力，平行的接片通过如下颗粒来构造作为悬浮液，这些颗粒首 先在水中被冷冻铸造，并且此外被强化，其中强化的特征涉及被冷冻铸造的颗粒。在这样强 化的颗粒之间设置有活性材料，优选地在接片的通过支承结构来表示的表面之间设置有活 性材料。结构、即横截面并且尤其是在接片之间的距离因此通过冷冻铸造工艺来限定，而尤 其是在接片内的各个颗粒之间的结构关系通过强化来限定，例如通过在颗粒之间的烧结连 接或者通过颗粒之间的粘合剂连接来限定。尤其是限定支承结构内的孔大小的另一特征在于颗粒的间隙通过如下水形成该 水首先在冷冻铸造之后被设置在颗粒之间，并且该水随后被至少部分地去除。因而，水用 作位置保持器(Platzhalter)，随后水被至少部分地去除，以便通过粘合剂来替代。可替换 地，间隙可以通过首先被水占据的空间来形成，该水随后被去除，以便在颗粒之间设置共同 的烧结连接面。根据所选择的用来处理颗粒的工艺参数并且尤其是根据颗粒和水的混合比例，接 片以彼此恒定的距离设置，该距离优选为数微米至大约1mm。所述距离为至少1μπι、2μπι、 5μπι、10μπι 、20ym、50ym、100ym、200ymg#500ym。iftitiiki^ffi 2mm、Imm 500 μ m 的距离作为整个距离的上限。这些距离一方面使得活性材料能够是易供使用的并且形成高 比表面，而另一方面使得能够在机械上稳定地设置支承结构的接片，并且尤其是允许在接 片之间的活性材料中的改变，而不会使得机构上的完整性劣化。支承结构的总厚度(即支承层的厚度和离开该支承层延伸的接片的长度)优选为 0. 2mm-5mm。通常，支承结构的厚度可以为至少10 μ m、20 μ m、50 μ m、100 μ m、200 μ m或者 500 μ m，或者也为至少Imm或者2mm。支承层的厚度最大为优选地10mm、5mm或者2mm。作为接片的在连续的支承层上的接片插入点上的横截面的长宽比(即接片的高度与宽度的比 例)优选为1 一 200，优选为1 一 100，特别是为2 - 20或者小于10。利用该长宽比，能在 高的电流密度的情况下实现高的循环稳定性。支承结构(并且因此也是颗粒)由如下材料来设置该材料不仅导电而且传导锂离 子。根据电池类型，该材料相对于锂具有最大2. 9V或者最大2V的电极电势。该材料例如 通过锂钛氧化物来设置，其中锂的份额可以通过镁来替代。此外，钛的份额可以通过铌和/ 或通过钽来替代。此外，可以设置两种替代离子，其中锂的部分通过镁来替代，并且钛的部 分通过铌和/或钽来替代。在可替换的实施形式中，支承结构是导电的。在该可替换的实施形式中，如果支承 结构被设置为不传导离子，则设置在支承结构中的液体电解质负责传导Li离子。在该可替 换的实施形式中，导电的材料(例如金属或者合金)一般可以用作支承结构。在这种情况下， 颗粒由该材料制成。在该情况下特别优选的是，支承结构具有开放的多孔性。这是特别适 宜的，因为在其它情况下离子通常不会到达或者达到固体电解质并且进一步到达或者达到 支承结构。在接片之间，活性材料被设置在接片的表面上，优选的是作为纯粉末或者作 为纳米颗粒来设置。例如，活性材料可以是类型为Li(Ni，Mn, Co)02的插层氧化物 (Schichtinterkalationsoxid)或者类型为Li (Ni，Μη)204的尖晶石。此外，可以设置硫作 为活性材料，优选地作为硫颗粒。在锂空气电池的情况下，活性材料可以是支持在锂和氧之 间的反应的催化剂材料，例如α-MnO2或者纳米晶的α-Μη02。由于接片的梳状结构，这些 接片设置了大的、基本上由接片的朝向彼此的侧面组成的表面。在横截面中观察到活性材 料被设置在接片表面上，即尤其是被设置在垂直于连续的支承层延伸的面上，其中接片(也 可以称为肋)片状地使表面成扇状散开并且因此相对于平坦的表面倍增。活性材料与传导 锂离子和电子的支承结构直接接触。由此，得到多相边界，该多相边界能够实现电化学转化 并且因此实现所希望的电功率流。因为支承结构的材料被设置为混合导体(即锂离子和电 极)，所以活性材料的2相边界足以用于电化学反应。因为支承结构并且因此混合导体支架 是固定的，所以这种结构不会通过构造重新布置而老化。根据一种实施形式，支承结构本身被设置在不导通的(即电绝缘的)锂离子导体 上，该锂离子导体用作阳极的分离器。根据本发明的锂电池因而此外可以包括根据本发明 的阴极结构，以及包括锂离子导体的层、优选地平坦的层作为固体电解质，该固体电解质并 不以电子方式导通并且优选地由陶瓷原料制备。在这种情况下，根据本发明的支承结构可 以直接被设置在(传导锂离子的、不传导电子的)固体电解质板上或者被设置在相对应的本 身是根据本发明的锂电池的部分的固体电解质层上。本发明通常涉及一种根据本发明的阴极结构以及一种具有根据本发明的阴极结 构的锂电池。本发明此外通过一种用于制造阴极结构的方法来设置，该阴极结构适于用在锂电 池中。首先，根据本发明将颗粒被设置在水中，作为悬浮液。颗粒稍后形成支承结构，使得 颗粒由支承材料构造。悬浮液在冷却的铸模和浇注部位(Ausgussstelle)之间进行相对运 动的情况下被铸造到该铸模上。例如(平坦的)带可以用作铸模，该带的表面相对于浇注部 位运动，使得带持续地被悬浮液覆盖。同样地，也可以设置一种包括悬浮液被铸造在其上侧
6的固体电解质(例如陶瓷锂离子导体)的结构作为铸模。由于冷却而形成从所述带出发或 从固体电解质出发朝着所施加的悬浮液的表面延伸的冰晶。因为铸模是冷却的(即带或设 置在其上的铸造结构)，所以悬浮液在铸模的位置上比在悬浮液的表面上更冷，由此得到所 希望的温度梯度，该温度梯度直接作用到所形成的支承结构上。原则上，可以设置以下的确 定结构的量作为该方法的工艺参数铸模或带的运行速度，悬浮液的温度，铸模的温度和环 境的温度，施加到铸模上的悬浮液内的温度差以及在水中的颗粒的浓度。其它的工艺参数 必要时是水的凝固点，该凝固点可能通过溶解的盐或者溶剂添加物来降低或改变。因为铸 模具有低于水的凝固点的温度，所以从铸模来在悬浮液之内形成冰晶，这些冰晶排挤悬浮 液的颗粒，由此得到有针对性的混合。与铸模相对于浇注部位的运动一同得到所希望的结 构。该结构通过混合过程以及悬浮液或水的伴随而来的晶化过程而得到，其中通过工艺参 数(例如温度、颗粒在悬浮液中的输送速度和浓度)来限定该结构。在颗粒已从水中被去混合之后，这些颗粒形成颗粒成型物(Partikelformling)。 这种成型物(优选地被冷冻干燥的成型物)被强化，例如通过烧结(其中在晶界上在颗粒之 间得到烧结连接)或者通过将粘合剂引入颗粒之间的间隙并且使粘合剂完全硬化来强化。 由此，支承结构被强化并且活性材料可以被引入接片之间或被固定在接片的表面上。在强化被冷冻铸造的颗粒与施加悬浮液(即冷冻铸造)之间将水从至少部分凝固 的悬浮液去除，优选地通过将冰从凝固的悬浮液中升华来去除。在这种情况下，优选地将凝 固的悬浮液曝露于支持升华的真空，其中基本上干燥的并且在接片中成形的颗粒以颗粒成 型物的形式保留。在冷冻铸造的步骤之后因此也可以跟随冷冻干燥的步骤。为了固定在冷 冻干燥之后保留的颗粒，实施烧结工艺或者将粘合剂灌入这样得到的并且成形的颗粒物质 (Partikelmasse)中，以便将颗粒强化并且在机械方面稳定地构造所希望的支承结构。这些 固定步骤或固定机制也可以组合。粘合剂也可以已经溶解地被包含在水状的悬浮液中。冷冻铸造的工艺例如可以借助用于薄膜铸造的工具来实施，其中这些工具装备有 合适的冷却装置。这样，水状的颗粒悬浮液优选地通过窄的缝隙被施加到具有o°c之下的 带上。带的温度优选地在铸造设备的长度上、即在带的运动方向上是可调节的，以便由此设 置逐渐的冷却。该梯度的走向是另一限定颗粒物质的结构、即形状、微结构和密度的工艺参 数。以相同的方式可以通过适当的措施限定在悬浮液的上侧的温度，必要时具有沿着带的 期望的走向，其中适当地控制对流和/或辐射。对流例如可以通过空气冷却来设置，该空 气冷却必要时朝向带输送的方向变化，或者可以采取用于照射的适当措施，例如通过有针 对性地采用对准带的具有高的或者低的发射率的面。为了冷却带或固体电解质，优选地使 用冷却介质，必要时结合在带内的或者在带的与施加悬浮液的那侧相反的那侧上的导热元 件。通过有针对性地设置的温度梯度，冰晶从带侧朝着悬浮液的表面方向生长。这通过如 下方式得到带被设置为比悬浮液的表面更冷，并且尤其是比悬浮液本身更冷。晶化过程尤 其是与随时间变化的温度走向有关，并且因此与沿着悬浮液被用作铸模的带传输的方向的 温度走向有关。紧接在冷冻铸造工艺之后是冷冻干燥工艺，其中冰晶通过冷冻干燥而升华，以便 基本上无水地设置支承结构、即颗粒成型物，由此保留带有由颗粒形成的孔壁的支承结构。 孔本身是已被水或被冰占据并且通过冷冻干燥而已排空的空间。在去除了水并且通过烧结或者通过引入粘合剂而强化了颗粒物质之后，可以引入活性材料。在使用粘合剂的情况下，该粘合剂优选地被设立或被处理来使得在活性材料和 支承结构的材料之间得到直接接触。如已经描述的那样，可以仅仅设置支承结构本身，其方式是用悬浮液对用作铸模 的传送带进行涂层。只要本体在涂层工艺和冷冻工艺期间运动，就同样可以用悬浮液覆盖 该本体(例如固体电解质层或者导通的电极层)。此外，不仅输送带本身、而且位于输送带上 的分离层都可以被涂层，以便将支承结构在本体上独立地设置。类似地，本体可以直接被设 置在带上或者被设置在带的分离层上。铸模的相对运动通过输送带的输送运动来设置并且 与沿着输送段的温度走向相协调。这些过程量的关系尤其是决定在接片之间的距离并且此 外决定支承结构的纵截面形状。在根据本发明的方法的范围中，由上面借助锂电池的实施形式来限定的支承材料 设置颗粒。特别地，颗粒和水的混合物被设置为悬浮液，其中颗粒由传导锂离子的材料构成 并且此外是导电的。如已经描述的那样，为此锂钛氧化物是合适的，其中锂、钛或者这两者 部分地通过镁或者铌/钽来替换。
图1示出了根据本发明的阴极结构，并且 图2示出了适于实施所述方法的装置。
具体实施例方式图1用实线示出了根据本发明的带有支承结构10的阴极结构，该支承结构10包 括多个彼此平行的接片20，这些接片20被设置在连续的支承层30上并且离开该支承层30 地延伸。在接片之间、即在接片的表面上设置有活性材料40，该活性材料40在图1中象征 性地被示为点长部(Punktlaenge)。图1并不是合乎比例的，尤其是颗粒大小(优选在微米 或者纳米范围)相对于接片20的几何尺寸并不是合乎比例的。接片仅仅象征性地被示出， 接片20的横截面形状可以在多种实际的构型中通过接片20的厚度来联系起来，该厚度沿 着各个接片20的纵向延伸是恒定的。在未示出的实施形式中，接片因而基本上厚度恒定。 未示出的、实际的实施形式包括朝着支承层逐渐变细的接片。此外在必要时，离开支承层而 逐渐变细的接片的实施形式也是可能的。在图1中所示的支承结构10通过冷冻铸造来形 成，其中支承层30所处的那侧被设置为比支承结构的对置的那侧更冷。因而根据工艺参 数，得到结构特性如接片宽度、接片高度、接片距离或者阴极结构10的多孔性。锂电池此外 包括(用虚线示出的)固体电解质50。在需要时，在固体电解质层50和支承层之间可以设 置网状构造的电极层60(用作电流收集器(Stromsammler))。此外，根据本发明的锂电池可 以附加地包括电解质层70 (点划线示出)，其中在该情况下优选的是在缝隙20之间设置液 体电解质，该液体电解质同样地接触颗粒40以及层70。此外，在图1中所示的锂电池可以 包括另一电极，该另一电极位于用70标识的层的位置上或者位于用70表示的层的背离支 承结构的那侧上。在图2中示出了输送带结构100，该输送带结构100通过冷却元件110来冷却。冷 却元件110例如可以通过冷却环来设置，优选的是具有位于带的下侧和热环110之间的散 热器(Waermespreizer)的冷却环。首先，在收集容器120中设置由水中的颗粒构成的悬浮液130，该悬浮液130有针对性地通过缝隙被给出到带上，参见箭头140。通过输送运动150 形成由悬浮液构成的层160，该层160通过冷却环来冷却。沿着输送方向150得到温度梯 度，优选的是在输送方向上降低的温度分布，利用该温度梯度，悬浮液160被逐渐冷却。通 过逐渐的冷却，开始进行晶化过程，其中颗粒和水又被去混合，其中在该去混合的情况下并 且通过晶化过程设置带有位于其间的冰晶的支承结构。示意性示出的冷冻干燥装置170将冰从通过晶化过程和去混合形成的颗粒物质 中去除，使得基本上保留干燥的颗粒成型物。该干燥的颗粒成型物在进一步的工艺(用附图 标记180、190示意性示出)中一方面被强化并且另一方面被引入活性材料。示意性示出的 站180用于将颗粒成型物(从该颗粒成型物中去除了水并且尤其是去除了冰)强化，尤其是 通过烧结或者也通过灌入粘合剂来强化。站180因而可以是强化站，例如是烧结炉或者用 于引入粘合剂的装置。在通过站180进行处理之后得到根据本发明的支承结构，然而没有 活性材料。在站190中接着将活性材料引入已经强化的颗粒成型物中或在接片之间引入到 接片的表面上，例如通过将粉末施加到接片的内侧上来引入。必要时将站190设置为将活 性材料以粉末的形式固定在接片的内侧上或接片的表面上，例如借助粘合剂或者通过构造 固体桥来固定，如在烧结时常见的那样。站190可以与站180组合。此外，强化可以与施加 相组合，例如至少部分同时实施。借助图2所阐述的工艺是根据本发明的方法的特定例子，其中可以通过温度、温 度分布、相对运动(附图标记150)以及尤其是还通过颗粒和水在悬浮液中的混合比例或者 还通过其它的工艺参数来限定形成的结构。这样，例如接片的距离、即晶化过程和去混合过 程用来将颗粒物质堆积成接片的周期性能通过适当地选择工艺参数而从数微米变化至大 约1mm。同样地，通过工艺参数可以将通道的容积份额从大约30%改变到大约95%。在这种 情况下，接片之间的间隙可以视为通道。换而言之，通过适当地选择工艺参数能将接片的容 积份额相对于其中设置接片的容积从70%调节直到5%。根据应用，这样可以在用于活性 材料的通道之间设置特别高的容积，或者接片可以被设置有特别大的容积份额，以便在第 一情况下提高比容并且在第二情况下提高支承结构的机械稳定性。
权利要求
1.一种锂电池的阴极结构，该阴极结构包括支承结构(10)，在该支承结构(10)中引 入活性材料(40)，其中支承结构包括多个彼此平行的接片(20)，所述接片(20)分别在纵 向侧上一体式地与连续的支承层(30)相连接，并且其中在接片(20)之间设置有活性材料 (40)，其中平行的接片通过颗粒来构造，作为悬浮液，所述颗粒被冷冻铸造在水中并且随后 被强化，并且在经烧结的接片(20)之间，活性材料(40)被设置在接片(20)的表面上。
2.根据权利要求1所述的阴极结构，其中，平行的接片(20)由水中的颗粒的冷冻铸造 过的悬浮液的颗粒成型物来构造，所述颗粒成型物通过冷冻干燥而被脱水，其中颗粒成型 物借助颗粒彼此之间的机械连接而被强化，所述机械连接通过在颗粒之间的烧结连接或者 粘接连接或粘合剂连接来设置。
3.根据权利要求1或2所述的阴极结构，其中，接片(20)彼此之间以基本上恒定的 距离而设置，所述距离为至少Iym、2 μ m、5 μ m、10 μ m、20 μ m、50 μ m、100 μ m、200 μ m或者 500 μ m,并且最大为2mm、Imm或者500 μ m。
4.根据权利要求1、2或3所述的阴极结构，其中，支承结构的设置为支承层(30)的厚 度和接片(20)的长度的总和的厚度为至少10 μ m,20 μ m,50 μ m, 100 μ m,200 μ m,500 μ m, Imm或者2mm,并且最大为10mm、5mm或者2mm。
5.根据上述权利要求之一所述的阴极结构，其中，支承结构(10)由如下材料来设置 该材料不仅导电而且传导锂离子，该材料具有相对于锂最大2. 9V或者最大2V的电极电势， 并且该材料尤其是包括Li-Ti氧化物或者Li4_xMgxTi5012，其中0 < χ < 2或者0 < χ < 1， 或者该材料包括Li4_xM&Ti5_y (Nb, Ta) y012，其中0彡χ彡2或者0彡χ彡1并且0彡y彡0. 1 或者0彡y彡0. 05，或者该材料包括Li2_xM&Ti3_y(Nb，Ta)y07，其中0彡χ彡1或者0 < χ < 0. 5并且0 < y < 0. 03，或者其中支承结构(10)由导电材料设置，并且在阴极结构中在支 承结构(10)之间的自由空间中设置有适于传导Li离子的液体电解质，其中支承结构(10) 优选地具有开放的多孔性。
6.根据上述权利要求之一所述的阴极结构，其中，活性材料(40)包括Li(Ni，Mn，Co) 02、1^(附^11)204、5、被设立用于支持1^一0反应的、尤其是α — MnO2或者纳米晶的α -MnO的催化剂材料。
7.一种用于制造阴极结构的方法，该阴极结构适于锂电池，所述方法包括作为悬浮 液(130)将颗粒设置在水中，在悬浮液的浇注部位和冷却的铸模(100)之间进行相对运动 (150)的情况下将悬浮液冷冻铸造在该铸模上，在冷冻铸造之后将颗粒强化，其中通过冷 冻铸造以平行的接片形式来构造颗粒，所述接片从与所述接片一体式构造的连续支持层延 伸，并且所述方法此外还包括在强化的接片之间将活性材料引入(190)到接片的表面上。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在冷冻铸造之后并且在强化悬浮液(160)之前 将水去除，尤其是通过将冰从凝固的悬浮液中升华来进行，并且其中通过将颗粒烧结或者 通过将粘合剂弓I入颗粒之间来强化颗粒物质(160 )。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，悬浮液被铸造到平坦的带(160)上或者被 铸造到由陶瓷离子导体设置的本体上，其中所述带或者所述本体具有对应于水的凝固点或 者在水的凝固点之下的温度。
10.根据权利要求7、8或9所述的方法，其中，颗粒由如下材料来设置该材料不仅 导电而且传导锂离子，该材料具有相对于锂最大2. 9V或者最大2V的电极电势，并且该材料尤其是包括Li-Ti氧化物或者Li4_xMgxTi5012，其中0≤χ≤2或者0彡χ彡1，或者该材 料包括Li4_xM&Ti5_y(Nb，Ta)y012，其中0≤χ≤2或者0≤χ≤1并且0≤y≤0. 1或者 0 ≤ y ≤0. 05，或者该材料包括 Li2_xMgxTi3_y(Nb，Ta)y07，其中 0≤ χ ≤1 或者 0 < χ < 0. 5 并且 0 < y < 0. 03。
全文摘要
本发明涉及制造带有定向的循环稳定结构的锂电池的阴极结构的方法。本发明涉及一种用于制造适于锂电池的阴极结构的方法。颗粒被设置在水中，作为悬浮液，并且悬浮液在悬浮液的浇注部位和冷却的铸模之间进行相对运动情况下被冷冻铸造到该铸模上。颗粒在冷冻铸造之后被烧结，其中通过冷冻铸造以平行的接片形式来构造颗粒，所述接片从与其一体式构造的连续的支持层延伸。此外，活性材料在经烧结的接片之间被引入到接片的表面上。本发明此外还包括带有根据所述方法构造的阴极结构的锂电池。
文档编号H01M4/04GK102148354SQ20111003494
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月5日
发明者J. 霍夫曼 M., 奥贝拉克 R., 瓦施基斯 T., 艾泽勒 U. 申请人:罗伯特 . 博世有限公司