CN107959003A - 电极组件、锂离子电池和包括该锂离子电池的电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供了电极组件和锂离子电池。电极组件包括：(1)阳极板，包括阳极活性材料，阳极活性材料包括第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物，以及(2)阴极板，包括阴极活性材料，阴极活性材料包括石墨基复合材料。第二锂金属氧化物中包括的离解的锂离子的数量大于第一锂金属氧化物中包括的离解的锂离子的数量。还提供了包括锂离子电池的电子设备。

Description

电极组件、锂离子电池和包括该锂离子电池的电子设备
优先权要求
本申请要求于2016年10月14日在韩国知识产权局提交的、所分配序列号为10-2016-0133286的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用方式并入本文中。
技术领域
本公开总体涉及用于实现高能量密度锂(Li)离子电池的技术。
背景技术
近年来，电子设备(特别是移动电子设备)已经变得流行。这样的电子设备已经得以开发，以执行多种应用功能，例如互联网服务、数字图像捕获、游戏以及通信功能。由于这些设备被设计用于执行越来越多的功能，延长设备的电池寿命已成为越来越重要的关注点。
通常，电池安装在这些电子设备上，以在电池内发生的化学反应生成电力时用作电源。由于这些电池在生成电力的过程中不会产生副产物，所以这些电池以对生态环境友好而闻名。此外，当这些电池用在电动汽车中时，例如还提供降低化石燃料消耗的优点。
本领域中已经开发了多种类型的电池，每种类型的电池使用不同的材料来产生上述化学反应。不同类型的电池包括镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢(Ni-H2)电池、镍锌(Ni-Zn)电池、锂离子电池、锂聚合物电池等。通常使用锂离子电池，因为它们产生比其它电池更高的电动势，但同时具有较少的记忆效应(电池的特性，其中如果电池在仅部分放电后重复充电，则电池逐渐失去其最大能量容量)。
发明内容
锂离子电池目前是深入研究的主题，以致力于改进技术。作为示例，提高可能导致能量密度增加的阴极活性材料的比容量被认为是锂离子电池的主要研究主题。
通常将具有较大比容量的材料(例如，硅(Si)、锡(Sn)、铅(Pb)等)用作为阴极活性材料。然而，当这些材料用于阴极活性材料时，与锂离子的补充反应可能导致这些材料体积膨胀，这可能降低锂离子电池中的充电/放电循环的效率。
本公开的方面是解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本公开的方面将提供具有高能量密度的锂离子电池。这是通过减少由阴极活性材料中的反应引起的电池效率的降低来实现的。
根据本公开的方面，电极组件包括：阳极板，包括包含第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物的阳极活性材料；以及阴极板，包括包含石墨基复合材料的阴极活性材料。
根据实施例，第二锂金属氧化物可以包括比第一锂金属氧化物中包括的离解的离子的数量更多数量的离解的锂离子。
根据本公开的另一方面，锂离子电池包括外部构件和电极组件。
根据实施例，锂离子电池的电极组件包括：阳极板，包括包含第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物的阳极活性材料；阴极板，包括包含石墨基复合材料的阴极活性材料；以及隔板，设置在阳极板和阴极板之间。第二锂金属氧化物可以包括比第一锂金属氧化物中包括的离解的离子的数量更多数量的离解的锂离子，并且电解质可以浸渍在隔板的至少部分区域中。
根据本公开的另一方面，电子设备包括：触摸屏显示器，被配置为输出与用户控制相对应的内容；处理器，与触摸屏显示器电连接；以及电池，向触摸屏显示器和处理器中的至少一个供电。
根据一个实施例，电池可以是锂离子电池。
根据多种实施例，可以通过提高锂离子和电池的阴极活性物质之间的反应效率来提高锂离子电池的容量。
根据多种实施例，因为电池的效率得以提高，因此能够延长电池的使用寿命。
上述各种效果和优点可以直接地或间接地从本公开的各种实施例中导出。
根据结合附图来公开本公开的各种实施例的以下详细描述，本公开的其它方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
根据以下结合附图所进行的描述，本公开的某些实施例的上述和其它方面、特征和优点将更加显而易见，在附图中：
图1是示出了根据实施例的锂离子电池的图；以及
图2是示出了根据实施例的电子设备的配置的图。
在整个附图中，应当注意，类似的附图标记用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。
具体实施方式
在下文中，参考附图公开了本公开的多种实施例。然而，本公开不旨在受限于所公开的实施例，并且本公开旨在涵盖本公开的所有改型、等同物和/或备选方案，只要它们在所附权利要求及其等同物的范围内。
在以下描述和权利要求书中使用的术语和词语可以不限于它们的词典意义，而是可以由发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本发明。因此，对于本领域技术人员而言应当显而易见的是，本公开的各种实施例的以下描述仅用于说明的目的，而不是为了限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。
应当理解，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”和“该”均包括复数形式。因此，例如，对“组件表面”的引用可以包括一个或多个这样的表面。
本文中所用的术语“包括”、“包含”和“具有”或者“可以包括”或“可以包含”和“可以具有”指示所公开的功能、操作或元件的存在，但不排除其它功能、操作或元件。
例如，表述“A或B”或“A和/或B中的至少一个”可以指示A和B、A、或者B。因此，表述“A或B”或“A和/或B中的至少一个”可以指示：(1)至少一个A，(2)至少一个B，或者(3)至少一个A和至少一个B两者。
本文中所使用的诸如“第一”、“第二”等的术语可用于区分本公开中的各种不同元件，但不旨在限制这些元件。例如，“第一用户设备”和“第二用户设备”可以指示不同的用户设备，而不管顺序或重要性。因此，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，第一组件可以被称为第二组件，反之亦然。
在本公开的各种实施例中，旨在：当组件(例如，第一组件)被称为“可操作地或通信地耦接到”或“连接到”另一个组件(例如，第二组件)时，所述组件可以直接连接到所述另一组件或通过另一组件(例如，第三组件)连接。相反，当组件(例如，第一组件)被称为“直接连接到”另一组件(例如，第一组件)或由另一组件(例如，第一组件)“直接访问”时，所述组件(例如，第一组件)和所述另一组件(例如，第二组件)之间不存在另一个组件(例如，第三组件)。
根据上下文，在本公开的各种实施例中使用的表述“被配置为”可以与“适用于”、“具有...的能力”、“被设计为”、“适于”、“被要求用于”或“能够”可互换地使用。术语“被配置为”可能不一定指示在硬件方面“被专门设计为”。相反，在某些情况下，表述“被配置为...的设备”可以指示单独地或与另一设备结合的该设备“能够...”。例如，表述“被配置为执行A、B和C的处理器”可以指示用于执行A、B和C操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)或通过执行存储在对应的存储设备中的至少一个软件程序来执行A、B和C的通用处理器(例如，中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))。
在本公开的各种实施例中使用的术语用于描述本公开的某些实施例，但并不旨在限制其它实施例的范围。除非在上下文中明确表示或另有说明，否则本文中所使用的所有术语均可以具有本领域技术人员通常理解的相同意义，并且不应被理解为具有过于正式的意义。在任何情况下，即使在本说明书中具体定义的术语也不旨在被解释为排除本公开的实施例。
根据本公开多种实施例的电子设备可以是智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组(MPEG-1或MPEG-2)音频层3(MP3)播放器、移动医疗设备、相机或可穿戴设备。可穿戴设备可以是配饰型设备(例如，手表、戒指、手链、脚链、项链、眼镜、隐形眼镜、头戴式设备(HMD))、纺织品或服装集成型设备(例如电子服装)、身体附着型设备(例如护皮垫或纹身)或生物可植入型设备(例如可植入电路)。
在本公开的一个或多个实施例中，电子设备可以是家用电器。智能家用电器可以是例如电视(TV)、数字视频/通用盘(DVD)播放器、音频播放器、冰箱、空调、清洁器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、电视(TV)盒(例如，Samsung HomeSyncTM、Apple TVTM或Google TVTM)、游戏控制器(例如XboxTM或PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、摄像机或电子相框。
在本公开的其它实施例中，电子设备可以是医疗设备(例如，便携式医疗测量设备(比如血糖测量设备、心率测量设备、血压测量设备、体温测量设备等)、磁共振血管造影(MRA)设备、磁共振成像(MRI)设备、计算机断层扫描(CT)设备、医疗扫描仪、超声波扫描仪等)、导航设备、全球导航卫星系统(GNSS)设备、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、车辆信息娱乐设备、用于船舶的电子设备(例如导航系统、陀螺罗经等)、航空电子设备、安全设备、车辆的头部单元、工业或家庭机器人、自动取款机(ATM)、商店的销售点(POS)设备或物联网(IoT)设备(例如，灯泡、多种传感器、电表或煤气表、喷水灭火器、火警警报器、恒温器、路灯、烤面包机、健身设备、热水箱、加热器、锅炉等)。
根据本公开的其它实施例，电子设备可以是家具或建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收设备、投影仪或测量仪器(例如，水表、电表、燃气表、波长计等)。根据本公开的电子设备可以是上述装置的一个或多个组合。电子设备也可以是柔性设备。根据本公开的一个或多个实施例的电子设备不限于上述设备，并且可以包括在本领域中开发的其它电子设备。
在下文中，将参考附图更详细地描述根据本公开的一个或多个实施例的电子设备。本文中使用的术语“用户”可以指代使用电子设备的人或可以指代使用电子设备的设备(例如，人工智能电子设备)。
图1是示出了根据实施例的锂离子电池的图。
参考图1，锂离子电池100可以包括外部构件110和容纳在外部构件110内的电极组件120。在一些实施例中，除了上述元件之外，锂离子电池100还可以包括其它元件。
外部构件110可以容纳电极组件120并且保护电极组件120免受外部环境的影响。例如，外部构件110可以形成具有与电极组件120相对应的大小和/或形状以容纳电极组件120的内部空间。当电极组件120位于外部构件110的内部空间内时，可以使用热固性或可光固化的粘合剂来密封外部构件110。
在一个实施例中，可以通过层压多个薄膜片和/或金属片来形成外部构件110。薄膜片可以包括例如绝缘体，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂或尼龙树脂。金属片(可以是铝片)可用于保持外部构件110的形状和机械强度。在一个实施例中，可以将薄膜片和金属片层压成小于76μm的厚度。虽然外部构件110的内部空间在图1中被示出为矩形袋囊，但是本公开不限于此。因此，外部构件110的内部空间可以是各种形状。
电极组件120可以包括这样的堆叠结构：至少一个阳极板、至少一个阴极板和设置在阳极板和阴极板之间的隔板结构。在一个实施例中，每个阳极板可以包括从其至少部分区域延伸的阳极片121。与阳极结构相对应，每个阴极板可以包括从其部分区域延伸的阴极片123。阳极片121和阴极片123可以与由导电材料制成的电极引线130相连接。在一个实施例中，电极引线130的至少部分区域可以暴露于外部构件110的外部，使得外部组件可以电连接到阳极板和阴极板。在一个实施例中，上述结构的电极构件120可以以范围从2.75V到4.45V的电压操作。
在一个实施例中，阳极板可以包括作为阳极活性材料的第一锂金属氧化物。在一个实施例中，第一锂金属氧化物可以包括至少一种过渡金属(例如钴(Co)或Ni)。在另一个实施例中，第一锂金属氧化物可包括两种或更多种不同的过渡金属化合物。在一个实施例中，阳极活性材料可以包括第一锂金属氧化物，并且还可以包括第二锂金属氧化物，例如在其表面的至少一部分上，或者在第一锂金属氧化物的内部。在一个实施例中，与阳极活性材料的总重量相比，第二锂金属氧化物的重量可以是阳极活性材料总重量的0.5％至5.0％。在另一个实施例中，第二锂金属氧化物的重量可以是阳极活性材料总重量的1.0％至3.0％。
第二锂金属氧化物可以包括例如锰(Mn)、锆(Zr)、Mn-Si化合物、Co、铁(Fe)，或者可以包括具有两种或更多种上述材料的混合物。此外，相比于第一锂金属氧化物，第二锂金属氧化物可以包括更多数量的离解的锂离子。
在一个实施例中，可以通过首先在阳极活性材料中准备作为溶剂、粘合剂和导电材料的混合物的浆料来制造阳极板。接着，将该浆料涂覆在集电器上。然后，将浆料涂覆的集电器干燥。集电器可以由铝(A1)或Ni、或Al和Ni的组合制成。但是集电器不受这样的限制，并且可以由具有高导电性且不在电极组件120的电压范围(例如，从2.75V至4.45V)中反应的多种其它金属制成。
溶剂可以由N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrolydone)、双丙酮醇、二甲基甲醛、丙二醇单甲醚、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、异丙基溶纤剂、乙酰丙酮、甲基异丁基酮、乙酸正丁酯、乙酸溶纤剂甲苯、二甲苯制成，或者可以包括具有两种或更多种上述材料的混合物。溶剂也可以包括水。
粘合剂可以执行加速阳极活性材料与其它成分(例如溶剂或导电材料)组合的功能。例如，粘合剂可以由聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、氟橡胶、其中Li、钠(Na)或钙(Ca)取代上述材料中的氢的聚合物、或具有上述两种或更多种材料的混合物制成。
导电材料可以包括例如乙炔黑、炭黑、超导电乙炔炭黑、碳纤维、碳纳米管、金属粉末或导电金属氧化物。
在一个实施例中，作为阴极活性材料的阴极板可以包括石墨基复合材料，石墨基复合材料是石墨基材料和高容量氧化硅基材料的混合物。例如，与阴极活性材料的总重量相比，高容量氧化硅基材料可以为阴极活性材料总重量的3.0％至20.0％。在另一个示例中，高容量氧化硅基材料可以是阴极活性材料总重量的5.0％至10.0％。氧化硅基材料的电子导电性可以比石墨基材料的电子导电性相对更低。因此，氧化硅基材料增加了阴极板的电阻，并且可以抑制当电极组件120内部地处于短路时发生的较大电流传导。石墨基材料可以由天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、硬碳或软碳制成。在一个实施例中，阴极板可以以与用于制造阳极板的工艺相同或相似的工艺制造。用于阴极板的溶剂、粘合剂、导电材料或集电器可以由与用于制造阳极板的上述材料相同或相似的材料制成。
在一个实施例中，当锂离子电池100初始被充电时，高容量氧化硅基材料可以与包括在第一锂金属氧化物或第二锂金属氧化物中的锂离子发生电化学反应。首先，假设阳极板(以下称为“第一阳极板”)仅包括作为阳极活性材料的第一锂金属氧化物。上述反应允许通过氧化第一锂金属氧化物来去氧化氧化硅基材料。此时，第一锂金属氧化物中包括的锂离子可以被添加到氧化硅基材料中。例如，在首次或初始充电操作期间，锂离子被不可逆地添加到氧化硅基材料以产生表面层，例如固体电解质中间相(SEI)层。在该操作期间，氧化硅基材料的结晶结构可以被改变，于是体积膨胀，并且在氧化硅基材料中可以形成硅化物化合物。当这种情况发生时，由于氧化硅基材料的体积膨胀或硅化物化合物的形成，锂离子电池100的初始充电/放电效率可能降低。因此，劣化的锂离子电池100可能仅以“第一效率”(例如，等于或低于80.0％)操作。锂离子电池100可以以接近第一效率的效率以充电/放电循环重复操作。
另一方面，根据本公开的实施例的阳极板(以下称为“第二阳极板”)可以包括作为阳极活性材料的第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物，第二锂金属氧化物包括比第一锂金属氧化物更多数量的离解的锂离子。由于第二锂金属氧化物包括相对较多数量的锂离子，可以补偿由于产生表面层而引起的锂离子的损失。因此在锂离子电池100的初始充电操作期间，来自第二锂金属氧化物的锂离子能够补偿由氧化硅基材料引起的充电效率降低。因此，可以以高于第一效率的第二效率来对使用第二阳极板的锂离子电池100进行充电。
如上所述，相比于第一锂金属氧化物，第二锂金属氧化物可以包括更多数量的离解的锂离子。在一个实施例中，第二锂金属氧化物可以包括诸如Li2M1O3、Li2M2O4和LixM3O4的化合物(其中x大于5)。M1可以是例如Mn或Zr，M2可以包括Mn-Si化合物，并且M3可以是Mn、Co、Fe或两种或更多种上述材料的混合物。所需的第二锂金属氧化物的量与由第二锂金属氧化物生成的离解的锂离子的量成反比。因此，随着第二锂金属氧化物的离解的锂离子的数量增加，第二锂金属氧化物的重量会降低。
隔板可以设置在阳极板和阴极板之间，并且例如可以使用单个多孔聚合物薄膜来实现，多孔聚合物薄膜可以用聚烯烃基聚合物(比如，乙烯均聚物，丙烯均聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物或乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物)来制造。备选地，可以通过堆叠多孔聚合物薄膜来实现隔板。在另一个实施例中，可以使用由具有高熔点的聚对苯二甲酸乙二酯纤维或玻璃纤维制成的多孔无纺布来实现隔板。
在一个实施例中，有机电解质可以浸渍在隔板的至少部分区域中。有机电解质可以包括有机溶剂和锂盐。有机溶剂可以由以下物质制成：碳酸丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、碳酸亚乙烯酯、氟化碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、二甲基亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷(dimethoxyethane)、二乙氧基乙烷、环丁砜、γ-丁内酯、丙烯亚硫酸盐、四氢呋喃、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丙酯。此外，锂盐可以由以下物质制成：六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、四氧氯酸锂(LiClO4)、六氟合砷酸锂(LiAsF6)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)、二草酸硼酸锂(LiBOB)。
根据上述一个实施例，电极组件可包括阳极板和阴极板，阳极板包括包含第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物的阳极活性材料，阴极板包括包含石墨基复合材料的阴极活性材料。
根据一个实施例，第二锂金属氧化物可以包括比第一锂金属氧化物中包括的离解的离子数更多数量的离解的锂离子。
根据一个实施例，第一锂金属氧化物可以包括Co、Ni和/或Co和Ni的混合物。
根据一个实施例，第二锂金属氧化物可以包括Mn、Zr、Mn-Si化合物、Co、Fe、和/或Mn、Zr、Mn-Si化合物、Co和Fe中两种或更多种的混合物。
根据一个实施例，第二锂金属氧化物的重量可以是阳极活性材料总重量的0.5％至5.0％。
根据一个实施例，石墨基复合材料是石墨基材料和氧化硅基材料的混合物。
根据一个实施例，氧化硅基材料的重量可以是阴极活性材料总重量的3.0％至20.0％。
根据一个实施例，电极组件可以在范围从2.75V到4.45V的电压下操作。
根据一个实施例的电极组件还可以包括设置在阳极板和阴极板之间的隔板，其中电解质浸渍在隔板的至少部分区域中。
根据上述另一实施例的锂离子电池可以包括外部构件和电极组件，其中电极组件可以包括：阳极板，包括包含第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物的阳极活性材料；阴极板，包括包含石墨基复合材料的阴极活性材料；以及隔板，设置在阳极板和阴极板之间。第二锂金属氧化物可以包括比第一锂金属氧化物中包括的离解的离子数更多的离解的锂离子，并且电解质可以浸渍在隔板的至少一部分区域中。
根据另一个实施例，外部构件的厚度可以小于76μm。
根据另一个实施例，第一锂金属氧化物可以包括Co、Ni和/或Co和Ni的混合物。
根据另一个实施例，第二锂金属氧化物可以包括Mn、Zr、Mn-Si化合物、Co、Fe、和/或Mn、Zr、Mn-Si化合物、Co和Fe中两种或更多种的混合物。
根据另一个实施例，石墨基复合材料是石墨基材料和氧化硅基材料的混合物。
图2是示出了根据实施例的电子设备的配置的图。
参考图2，电子设备200可以包括盖玻璃210、触摸屏显示器220、支撑构件230、印刷电路板240、电池100和壳体250。在一些实施例中，电子设备200可以排除上述元件中的至少一个，或者可以附加地包括其他元件。此外，在一个或多个实施例中，上述元件中的至少一个可以是柔性的。
盖玻璃210可以设置在触摸屏显示器220的上部，并且可以允许触摸屏显示器220生成的光通过。在一个实施例中，可以在盖玻璃210上施加用于操作和/或控制电子设备200的用户输入。例如，用户可以通过使用身体部位(例如手指)或触摸笔执行触摸、姿势或接近来在盖玻璃210的表面上施加输入。在一个实施例中，盖玻璃210可以作为触摸屏显示器220的一部分而被包括。盖玻璃210可以被称为玻璃窗或盖窗。
触摸屏显示器220可以输出与在盖玻璃210的表面上施加的用户输入相对应的视觉内容(例如，文本、图像、视频、图标、窗口小部件或符号)。在一个或多个实施例中，触摸屏显示器220可以包括用于接收用户输入的触摸面板和/或用于输出内容的显示面板。
触摸面板可以响应于在盖玻璃210上施加的用户输入而生成电信号，并可以输出电信号。触摸面板可以包括至少一个电极层以及控制电路。
显示面板可以响应于用户输入或响应于电子设备200的处理器发送的指令，输出内容。例如，显示面板可以输出与存储在电子设备200中的至少一个应用程序的操作或执行相关的内容。可以使用液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、微电子机械系统(MEMS))、电子纸显示器等来多样地实现显示面板。
支撑构件230(例如，支架)可以具有与触摸屏显示器220相对应的大小，并且可以用于固定和支撑触摸屏显示器220。在各种备选实施例中，可以使用附加的接合构件(例如，螺钉或带)将支撑构件230与触摸屏显示器220接合。备选地，支撑构件230的上表面的至少一部分区域可以涂覆有粘合材料，使得支撑构件230粘附到触摸屏显示器220。
可以将电子设备200的操作所需的各种电子部件安装在印刷电路板240上。例如，存储器和/或处理器可以安装在印刷电路板240中。存储器可以存储与电子设备200的至少一个其他元件相关的数据或指令。处理器可以执行电子设备200的操作所需的控制、通信计算和数据处理。诸如扬声器241和相机243的其它部件可以安装在印刷电路板240上。在一个实施例中，印刷电路板240可以包括多个电路板，并且多个电路板中的至少一些可以彼此堆叠并且彼此电连接。
电池100可以向电子设备200中包括的元件供电。例如，电池100可以与印刷电路板240电连接，并且可以向印刷电路板240上的电子部件供电。在一个实施例中，电池100可以包括结合图1所描述的锂离子电池。锂离子电池可以包括电极组件(图1的120)，并且可以包括作为阳极活性材料的第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物。相比于第一锂金属氧化物，第二锂金属氧化物可以包括更多数量的离解的锂离子。因此，第二锂金属氧化物中包括的锂离子可以补偿当电池100初始充电时由阴极活性材料(例如，硅基材料)中的锂离子反应引起的充电效率降低。电池100可以集成在电子设备200内，或者可以是用户从电子设备200可移除的。
壳体250可以形成电子设备200的外部，并且可以容纳上述元件。壳体250的至少一个区域(例如，上表面的至少一部分区域)可以是敞开的，使得壳体250的内部与壳体的外部流体连通。上述盖玻璃210或触摸屏显示器220可以安装在壳体250的开口中，从而允许触摸屏显示器220被暴露。
根据一个实施例的电子设备可以包括：触摸屏显示器，被配置为输出与用户控制相对应的内容；处理器，与触摸屏显示器电连接；以及电池，被配置为向触摸屏和处理器中的至少一个供电。
根据一个实施例，电池可以是锂离子电池，并且锂离子电池可以包括外部构件和电极组件。
根据一个实施例，电极组件可以包括：(1)阳极板，包括包含第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物的阳极活性材料，第二锂金属氧化物具有比第一锂金属氧化物的离解的离子的数量更多数量的离解的锂离子，(2)阴极板，包括包含石墨基复合材料的阴极活性材料，以及(3)隔板，设置在阳极板和阴极板之间的，其中电解质浸渍在隔板的至少部分区域中。
根据一个实施例，第一锂金属氧化物可以包括Co、Ni和/或Co和Ni的混合物。
根据一个实施例，第二锂金属氧化物可包括Mn、Zr、Mn-Si化合物、Co、Fe、或具有上述材料中的两种或更多种的混合物。
虽然已经参考本发明的各种实施例显示和描述了本公开，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.一种电极组件，包括：
阳极板，包括阳极活性材料，所述阳极活性材料包括第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物；以及
阴极板，包括阴极活性材料，所述阴极活性材料包括石墨基复合材料，
其中，所述第二锂金属氧化物中包括的离解的锂离子的第一数量大于所述第一锂金属氧化物中包括的离解的锂离子的第二数量。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第一锂金属氧化物包括钴、镍、和/或钴和镍的混合物。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第二锂金属氧化物包括锰(Mn)、锆(Zr)、锰-硅(Mn-Si)化合物、钴(Co)、铁(Fe)、和/或Mn、Zr、Mn-Si化合物、Co和Fe中两种或更多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第二锂金属氧化物的重量是所述阳极活性材料总重量的0.5％至5.0％。
5.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述石墨基复合材料是石墨基材料和氧化硅基材料的混合物。
6.根据权利要求5所述的电极组件，其中，所述氧化硅基材料的重量是所述阴极活性材料总重量的3.0％至20.0％。
7.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述电极组件在范围从2.75V到4.45V的电压下操作。
8.根据权利要求1所述的电极组件，还包括设置在所述阳极板和所述阴极板之间的隔板，其中，电解质浸渍在所述隔板的至少部分区域中。
9.一种锂离子电池，包括：
外部构件；以及
电极组件，
其中所述电极组件包括：
阳极板，包括阳极活性材料，所述阳极活性材料包括第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物，其中，所述第二锂金属氧化物中包括的离解的锂离子的第一数量大于所述第一锂金属氧化物中包括的离解的锂离子的第二数量；
阴极板，包括阴极活性材料，所述阴极活性材料包括石墨基复合材料；以及
隔板，设置在所述阳极板和所述阴极板之间，其中电解质浸渍在所述隔板的至少部分区域中。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其中，所述外部构件的厚度小于76μm。
11.根据权利要求9所述的锂离子电池，其中，所述第一锂金属氧化物包括钴、镍、和/或钴和镍的混合物。
12.根据权利要求9所述的锂离子电池，其中，所述第二锂金属氧化物包括锰(Mn)、锆(Zr)、锰-硅(Mn-Si)化合物、钴(Co)、铁(Fe)、和/或Mn、Zr、Mn-Si化合物、Co和Fe中两种或更多种的混合物。
13.根据权利要求9所述的锂离子电池，其中，所述石墨基复合材料是石墨基材料和氧化硅基材料的混合物。
14.一种电子设备，包括：
触摸屏显示器，被配置为输出与用户控制相对应的内容；
处理器，与所述触摸屏显示器电连接；以及
锂离子电池，被配置为向所述触摸屏显示器和所述处理器中的至少一个供电，其中所述锂离子电池包括：
外部构件；以及
电极组件，
其中所述电极组件包括：
阳极板，包括阳极活性材料，所述阳极活性材料包括第一锂金属氧化物和第二锂金属氧化物，其中，所述第二锂金属氧化物中包括的离解的锂离子的第一数量大于所述第一锂金属氧化物中包括的离解的锂离子的第二数量；
阴极板，包括阴极活性材料，所述阴极活性材料包括石墨基复合材料；以及
隔板，设置在所述阳极板和所述阴极板之间，其中电解质浸渍在所述隔板的至少部分区域中。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其中，所述第一锂金属氧化物包括钴、镍、和/或钴和镍的混合物，并且
其中所述第二锂金属氧化物包括锰(Mn)、锆(Zr)、锰-硅(Mn-Si)化合物、钴(Co)、铁(Fe)、和/或Mn、Zr、Mn-Si化合物、Co和Fe中两种或更多种的混合物。
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Application publication date: 20180424