在其上的电极材料，以允许电子在所述集电体制品与所述电极材料之间的转移，其特征在于，所述支撑部的至少部分由杂质或合金组分的重量小于10%的纯铁或者铁合金组成。
2.根据权利要求1所述的集电体制品，其特征在于，所述部分由杂质或合金组分的重量小于2%的纯铁组成。
3.根据权利要求1或2所述的集电体制品，其特征在于，所述部分由碳的重量小于0.1 %的纯铁组成。
4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的集电体制品，其特征在于，所述支撑部被成形为具有小于或等于50 μ m、优选地小于或等于25 μ m的厚度的箔。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的集电体制品，其特征在于，所述支撑部包含被设置为与所述电极材料接触的铜或铜合金的薄层。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的集电体制品，其特征在于，所述铁或铁合金部分被设置为与所述电极材料接触。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的集电体制品，其特征在于，所述支撑部包含与铝或铝合金箔层压的铁或铁合金箔。
8.根据权利要求7所述的集电体制品，其特征在于，所述支撑部包含夹在两个铁或铁合金箔之间的铝或铝合金箔。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的集电体制品，其特征在于，所述支撑部适用于与具有负电化学电势的电极材料相关联。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的集电体制品，其特征在于，所述集电体制品包含铁或铁合金箔的辊。
11.一种流电、锂或钠电池基元，所述流电、锂或钠电池基元包含提供负电化学电势的第一电极材料的第一电极、提供正电化学电势的第二电极材料的第二电极、在所述电极之间设置的电解质以及至少一个集电体，所述电解质被设置为选择性允许锂或钠离子的转移并且阻止通过所述电解质的电子转移，所述至少一个集电体包含支撑部，所述支撑部支撑附着在其上的电极材料以允许在所述集电体与所述电极材料之间的电子转移，其特征在于，所述支撑部的至少部分由杂质或合金组分的重量小于10%的纯铁或铁合金组成。
12.根据权利要求11所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述部分由杂质的重量小于2%的纯铁组成。
13.根据权利要求11或12所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述部分由碳的重量小于0.1 %的纯铁组成。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述支撑部被成形为具有小于或等于50 μ m的厚度的箔。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述支撑部包含被设置为与所述电极材料接触的铜或铜合金的薄层。
16.根据权利要求11-14中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述铁或铁合金部分被设置为与所述电极材料接触。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述支撑部包含与铝或铝合金箔层压的铁或铁合金箔。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述支撑部包含夹在两个铁或铁合金箔之间的铝或铝合金箔。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述负电极材料包含以下的一种或多种: -天然的或人工的石墨，所述石墨为纯的或混有下列的一种或多种:非-石墨碳、对苯二酸锂、Li1+xV02 (O 彡 X 彡 I)、Li4Ti5O12ai3+yFeN2 (-1 彡 y 彡 I)、Li5+xTiN3 (O 彡 x 彡 I)或三相混合物 2(l-z)LiH+(l-z)Mg+zMgH2(0 彡 z 彡 I)。
20.根据权利要求11-19中任一项所述的锂或钠电池基元，其特征在于，所述正电极材料包含以下的一种或多种: -层状氧化物LixM1O2(M1= Co、N1、Mn)或尖晶石Li χΜη204，其中在两种情况下，过渡元素的小于重量的15%的部分可以被Al、Mg或Li代替^ixNia5Mnh5O4;磷酸盐Li ,M2PO4 (M2=Fe、Mn)，其中过渡元素的小于重量的10 %的部分可以被Mg、Na或Y代替；氟磷酸盐Li1+xFeP04F或LixFePO3F2;或氟代硫酸盐Li xFeS04F，其中在所有情况下(O彡x彡I)，或及其混合物。
21.根据权利要求11-20中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述电解质包含溶解在溶剂、液体、凝胶或聚合物中的盐，其中所述盐包含以下的一种或多种:-LiPF6' LiBF4' Li [CF3SO3]、Li [CF3BF3]、Li [C2F5BF3]、Li [C (CN) 3]、Li [CF3COC (CN) 2]、Li [CF3SO2C(CN)2]、2_三氟甲基-4，5- 二氰基咪唑、2-三氟乙基_4，5- 二氰基咪唑、Li [RfSO2NSO2Rf]，其中 Rf= F、CF 3、C2F5, C4F9或 C 6F13，或及其混合物。
22.根据权利要求21所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述电解质包含包括一种或多种有机碳酸酯的溶剂，所述一种或多种有机碳酸酯选自: -脂环或环状碳酸酯，诸如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯；酰胺和脲，其包括二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基-吡咯烷酮、1，3- 二甲基-2-咪唑啉酮、1，3- 二甲基-3，4，5，6-四氢-2 (IH)-嘧啶酮、二甲基和二乙基-氨腈；二甲亚砜；二甲基砜；Y-丁内酷； 以及进一步包含胶凝剂，所述胶凝剂选自: -聚偏1，1-二氟乙烯、及其与六氟丙烯的共聚物、聚(烷基)丙烯酸酯、聚(烷基)甲基丙烯酸酯或聚丙烯腈；诸如聚(环氧乙烷)的溶剂聚合物；具有多于60%的重复单元由-CH2CH2O-序列组成的聚合物；或及其混合物。
23.根据权利要求11-22中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述电解质包含在所述相对的负电化学电极上形成保护层的添加剂，所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸氟代亚乙酯、碳酸氟甲基亚乙酯、碳酸二(三氟乙基)酯，及其混合物。
24.根据权利要求11-23中任一项所述的流电、锂或钠电池基元，其特征在于，所述流电电池基元为锂离子电池基元。
25.一种用于制造集电体制品的方法，所述集电体制品用于一种或多种流电、锂或钠电池基元，所述集电体制品适用于使电极材料附着在其上以用于在所述集电体和所述电极材料之间的电子转移，其特征在于，所述方法包含下列步骤: -通过从杂质或合金组分的重量小于10%的纯铁或铁合金形成所述支撑部的至少部分，来形成包含用于在其上支撑电极材料的支撑部的集电体制品。
26.根据权利要求25所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含: -从铁粉末形成集电体制品，其中所述方法进一步包含一种或多种的铸造、压制和/或烧结所述铁粉末。
27.根据权利要求26所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含: -通过将铁粉末铸造到惰性支撑上，形成所述集电体制品。
28.根据权利要求27所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法进一步包含在所述支撑上刮涂所述铁粉末，以形成薄且均匀的粉末层。
29.根据权利要求26-28中任一项所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含通过轧制来压制所述铁粉末。
30.根据权利要求26-29中任一项所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含: -通过在_50°C和900°C之间的温度下烧结铁粉而形成所述集电体制品。
31.根据权利要求26所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含用激光束扫描所述铁粉末以烧结所述铁粉末。
32.根据权利要求25所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含通过火焰或等离子体工艺而形成所述集电体制品，其中铁粉末被熔融并投射到冷表面上。
33.根据权利要求25所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含通过电化学镀敷从包含铁盐的液体镀液而形成所述集电体制品。
34.根据权利要求25所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含用铜和/或铝的层来共同层压铁箔而形成所述集电体制品。
35.根据权利要求25-34中任一项所述的用于制造集电体制品的方法，其特征在于，所述方法包含形成以具有小于或等于50 μ m厚度的铁箔的形式的集电体制品。
【专利摘要】所要求保护的发明涉及用于一种或多种流电电池基元的集电体制品。当前，被认为用于负电极的集电体的金属为铜。铜的一些劣势为其为稀有、重并且昂贵的元素。为了减轻现有技术电池基元的至少一些问题，集电体电极支撑部的至少部分由具有杂质或合金组分的重量小于10％的纯铁或铁合金组成。所要求保护的发明也涉及流电、锂或钠电池基元，以及用于制造集电体制品的方法。
【IPC分类】H01M10-0525, H01M10-052, H01M4-66
【公开号】CN104584291
【申请号】CN201380043785
【发明人】托马斯 J·奥斯沃德, 阿曼德 M·伯纳德
【申请人】丽视股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年7月11日
【公告号】EP2878024A1, US20150180039, WO2014017968A1