БАТАРЕИ С ЭЛЕКТРОДАМИ В ВИДЕ ПОКРЫТИЯ, НАНЕСЕННОГО ПРЯМО НА НАНОПОРИСТЫЕ СЕПАРАТОРЫ

1. Литиевая батарея, содержащая:
(a) пакет сепаратор/катод, при этом указанный пакет сепаратор/катод содержит слой катодного токового коллектора, размещенный между первым катодным слоем и вторым катодным слоем, и пористый сепараторный слой на стороне указанного первого катодного слоя, противоположной указанному слою катодного токового коллектора, и при этом указанный первый катодный слой нанесен непосредственно на указанный сепараторный слой,
(b) пакет сепаратор/анод, при этом указанный пакет сепаратор/анод содержит анодный слой и пористый сепараторный слой на одной стороне указанного анодного слоя, и при этом указанный анодный слой нанесен непосредственно на указанный сепараторный слой, и
(c) электролит,
при этом указанная батарея содержит поочередные слои указанного пакета сепаратор/катод и указанного пакета сепаратор/анод.
2. Батарея по п.1, при этом:
(a) указанный анодный слой содержит металлический литий; или
x
2-
(b) указанные первый катодный слой и второй катодный слой содержат серу или полисульфид с формулой S , где х - целое число от 2 до 8.
3. Батарея по п.1, при этом анодный слой пакета сепаратор/анод представляет собой первый анодный слой, при этом указанный пакет сепаратор/анод содержит слой анодного токового коллектора, размещенный между первым анодным слоем и вторым анодным слоем, и при этом пористый сепараторный слой расположен на стороне указанного первого анодного слоя, противоположной указанному слою анодного токового коллектора.
4. Батарея по п.3, при этом:
(а) указанный слой катодного токового коллектора нанесен непосредственно на указанный первый катодный слой; или
(b) указанный слой катодного токового коллектора нанесен непосредственно на указанный первый катодный слой, а указанный второй катодный слой нанесен непосредственно на указанный слой катодного токового коллектора; или
(c) поверхность указанного первого катодного слоя, примыкающего к указанному сепараторному слою, имеет контур, соответствующий контуру поверхности указанного сепараторного слоя, примыкающего к указанному первому катодному слою, и при этом указанный контур поверхности указанного сепараторного слоя является таким же, как и до нанесения указанного первого катодного слоя на указанный сепараторный слой; или
(d) указанный первый катодный слой содержит электродные частицы, выбранные из группы, состоящей из электроактивных частиц и электропроводящих частиц, и при этом указанные электродные частицы не присутствуют в указанном сепараторном слое, примыкающем к указанному первому катодному слою.
5. Батарея по п.3, при этом:
(a) указанный сепараторный слой указанного пакета сепаратор/катод содержит сепараторные частицы, и при этом указанные сепараторные частицы не присутствуют в указанном первом катодном слое; или
(b) указанный сепараторный слой указанного пакета сепаратор/катод содержит сепараторные частицы, выбранные из группы, состоящей из частиц неорганических оксидов, частиц неорганических нитридов, частиц неорганических карбонатов, частиц неорганических сульфатов и частиц полимеров, и при этом указанные сепараторные частицы не присутствуют в указанном первом катодном слое; или
(c) участок указанного пакета сепаратор/катод не находится в контакте с указанным пакетом сепаратор/анод; или
(d) имеются два или более участка пакета сепаратор/катод, которые не находятся в контакте с пакетом сепаратор/анод, при этом два или более из этих участков находятся в контакте,
при этом необязательно приспособление, имеющее электропроводящие штырьковые контакты, находится в электрическом контакте с указанными двумя или более участками и не находится в электрическом контакте с любым участком пакета сепаратор/анод; или
(e) участок указанного пакета сепаратор/анод не находится в контакте с указанным пакетом сепаратор/катод; или
(f) имеются два или более участка пакета сепаратор/анод, которые не находятся в контакте с пакетом сепаратор/катод, при этом два или более из этих участков находятся в контакте,
при этом необязательно приспособление, имеющее электропроводящие штырьковые контакты, находится в электрическом контакте с указанными двумя или более участками и не находится в электрическом контакте с любым участком пакета сепаратор/катод; или
(g) участок указанного пакета сепаратор/анод не находится в контакте с указанным пакетом сепаратор/катод, и при этом участок указанного пакета сепаратор/катод не находится в контакте с указанным пакетом сепаратор/анод и находится в контакте с дополнительными одним или более участками указанного пакета сепаратор/катод, которые не находятся в контакте с указанным пакетом сепаратор/анод,
при этом необязательно приспособление, имеющее электропроводящие штырьковые контакты, находится в электрическом контакте с указанным участком указанного пакета сепаратор/катод и указанными дополнительными одним или более участками указанного пакета сепаратор/катод и не находится в электрическом контакте с любым участком пакета сепаратор/анод.
6. Батарея по п.3, при этом:
(a) указанный слой катодного токового коллектора указанного пакета сепаратор/катод содержит алюминиевый слой; или
(b) указанный слой катодного токового коллектора указанного пакета сепаратор/катод содержит алюминиевый слой, имеющий толщину менее 3 мкм; или
(c) указанный слой анодного токового коллектора указанного пакета сепаратор/анод содержит металлический слой, выбранный из группы, состоящей из медного слоя и никелевого слоя; или
(d) указанный слой анодного токового коллектора указанного пакета сепаратор/анод содержит металлический слой, имеющий толщину менее 3 мкм, причем металлический слой выбран из группы, состоящей из медного слоя и никелевого слоя.
7. Батарея по п.3, при этом указанный сепараторный слой указанного пакета сепаратор/катод или указанный сепараторный слой указанного пакета сепаратор/анод:
(a) содержит поры, имеющие средний диаметр пор менее 0,2 мкм; или
(b) содержит поры, имеющие средний диаметр пор менее 0,1 мкм; или
(c) имеет толщину, которая составляет менее 9 мкм; или
(d) имеет толщину, которая составляет менее 6 мкм; или
(e) содержит ксерогелевую мембрану; или
(f) содержит алюминиевый бемит; или
(g) представляет собой термостойкий сепараторный слой с размерной стабильностью при 200°С.
8. Батарея по п.3, при этом указанный слой катодного токового коллектора указанного пакета сепаратор/катод или указанный слой анодного токового коллектора указанного пакета сепаратор/анод:
(a) содержит электропроводящий материал, выбранный из группы, состоящей из электропроводящих металлов, электропроводящих углеродов и электропроводящих полимеров; или
(b) содержит два или более слоя, нанесенных непосредственно на указанный первый катодный слой, и при этом по меньшей мере один из указанных двух или более слоев содержит электропроводящий материал, содержащий углерод; или
(c) имеет толщину, которая составляет менее 3 мкм.
9. Батарея по п.3, при этом:
(a) указанный слой анодного токового коллектора нанесен непосредственно на указанный первый анодный слой; или
(b) указанный слой анодного токового коллектора нанесен непосредственно на указанный первый анодный слой, а указанный второй анодный слой нанесен непосредственно на указанный слой анодного токового коллектора; или
(c) поверхность указанного первого анодного слоя, примыкающего к указанному сепараторному слою, имеет контур, соответствующий контуру поверхности указанного сепараторного слоя, примыкающего к указанному первому анодному слою, и при этом указанный контур поверхности указанного сепараторного слоя является таким же, как и до нанесения указанного первого анодного слоя на указанный сепараторный слой; или
(d) указанный первый анодный слой содержит электродные частицы, выбранные из группы, состоящей из электроактивных частиц и электропроводящих частиц, и при этом указанные электродные частицы не присутствуют в указанном сепараторном слое, примыкающем к указанному первому анодному слою.
10. Батарея по п.3, при этом:
(a) указанный сепараторный слой указанного пакета сепаратор/анод содержит сепараторные частицы, и при этом указанные сепараторные частицы не присутствуют в указанном первом анодном слое; или
(b) указанный сепараторный слой указанного пакета сепаратор/анод содержит сепараторные частицы, выбранные из группы, состоящей из частиц неорганических оксидов, частиц неорганических нитридов, частиц неорганических карбонатов, частиц неорганических сульфатов и частиц полимеров, и при этом указанные сепараторные частицы не присутствуют в указанном первом анодном слое.
11. Способ изготовления литиевой батареи, содержащий этапы:
(a) нанесение пористого сепараторного слоя на подложку;
(b) нанесение первого катодного слоя непосредственно на первый участок указанного сепараторного слоя;
(c) нанесение одного или более слоев катодного токового коллектора непосредственно на указанный первый катодный слой;
(d) нанесение второго катодного слоя непосредственно на указанные один или более слоев катодного токового коллектора;
(e) нанесение первого анодного слоя непосредственно на второй участок указанного сепараторного слоя;
(f) нанесение одного или более слоев анодного токового коллектора непосредственно на указанный первый анодный слой; и
(g) нанесение второго анодного слоя непосредственно на указанные один или более слоев анодного токового коллектора.
12. Способ по п.11, при этом:
(i) после этапа (g) выполняют дополнительный этап (h) отслаивания указанной подложки от указанных первого и второго участков указанного сепараторного слоя для получения пакета сепаратор/катод и пакета сепаратор/анод; или
(ii) указанные один или более слоев катодного токового коллектора на этапе (с) содержат металлический слой, и толщина указанного металлического слоя составляет менее 3 мкм; или
(iii) указанный сепараторный слой содержит поры, имеющие средний диаметр пор менее 0,1 мкм; или
(iv) толщина указанного сепараторного слоя составляет менее 6 мкм; или
(v) указанные один или более слоев анодного токового коллектора на этапе (f) содержит металлический слой, и толщина указанного металлического слоя составляет менее 3 мкм; или
(vi) подложка на этапе (а) представляет собой пористую подложку, на этапе (d) формируют пакет сепаратор/катод, а на этапе (g) формируют пакет сепаратор/анод, и при этом выполняют дополнительный этап поочередного наложения друг на друга указанного пакета сепаратор/катод с указанным пакетом сепаратор/анод для образования сухого элемента сепаратор/электроды.
13. Способ по п.12, вариант (vi), при этом
(a) указанную пористую подложку выбирают из группы, состоящей из пористых полимерных пленок и пористых нетканых подложек из полимерных волокон; или
(b) участок указанного пакета сепаратор/катод не находится в контакте с указанным пакетом сепаратор/анод, и участок указанного пакета сепаратор/анод не находится в контакте с указанным пакетом сепаратор/катод, и при этом первое приспособление с электропроводящими штырьковыми контактами электрически соединяет два или более из указанных участков указанного пакета сепаратор/катод, а второе приспособление с электропроводящими штырьковыми контактами электрически соединяет два или более из указанных участков указанного пакета сепаратор/анод; или
(c) выполняют дополнительные этапы (1) заключения указанного сухого элемента сепаратор/электроды в корпус и (2) заполнения электролитом и герметизации.
14. Способ по п.12, вариант (i), при этом после этапа (h) выполняют дополнительный этап (i) поочередного наложения указанного пакета сепаратор/катод с указанным пакетом сепаратор/анод для образования сухого элемента сепаратор/электроды.
15. Способ по п.14, при этом:
(I) перед указанным этапом (i) поочередного наложения указанный пакет сепаратор/катод и указанный пакет сепаратор/анод находятся в листообразной конфигурации; или
(II) после этапа (i) участок указанного пакета сепаратор/катод не находится в контакте с указанным пакетом сепаратор/анод, и участок указанного пакета сепаратор/анод не находится в контакте с указанным пакетом сепаратор/катод, и при этом первое приспособление с электропроводящими штырьковыми контактами электрически соединяет два или более из указанных участков указанного пакета сепаратор/катод, а второе приспособление с электропроводящими штырьковыми контактами электрически соединяет два или более из указанных участков указанного пакета сепаратор/анод; или
(III) выполняют дополнительные этапы (1) заключения указанного сухого элемента сепаратор/электроды в корпус и (2) заполнения электролитом и герметизации.