电化学电池中力的应用

摘要

本发明涉及施加力以提高电化学电池的性能。在一些情况下，所述力可包括具有垂直于电化学电池的阳极活性表面的分量的各向异性力。在本文所述的实施方案中，电化学电池(例如，可充电电池)可能发生充/放电循环，其涉及充电时在阳极表面上的金属(例如，锂金属)的沉积以及放电时在阳极表面上的金属的反应，其中金属从阳极表面扩散。金属在阳极上的沉积均匀性会影响电池性能。例如，当锂金属再沉积在阳极上时，在某些情况下，会不均匀沉积形成粗糙表面。粗糙化表面可能增加参与不期望化学反应的锂金属量，这会导致循环寿命下降和/或电池性能劣化。根据本发明，已经发现对电化学电池施加力减少了这种现象并且改善了循环寿命下降和/或电池性能。

主权项

一种电化学电池，包括：阴极，其包含阴极活性材料；阳极，其包含锂金属和/或锂合金作为阳极活性材料，所述阳极具有活性表面；和电解质，其与所述阴极和所述阳极电化学连通；其中所述电池构造和设置为在所述电池的充电和/或放电过程中的至少一个时段期间施加具有垂直于阳极活性表面的分量的各向异性力，所述分量限定至少98N/cm²但低于196N/cm²的压力，所述阳极活性表面和所述各向异性力一起选择为使得所述各向异性力影响所述阳极活性表面的表面形态以抑制阳极活性表面面积通过充放电而增加，并且其中在不存在所述各向异性力但其它条件基本相同的情况下，所述阳极活性表面面积通过充放电循环而更大程度地增加。