[發明專利]用于電池電極的底涂料

有效

• 申請號: 201310506813.3
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN103633285B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 王勇忠;許哲生;約翰·D·阿菲尼托;查爾斯·D·斯卡格斯
• 申請（專利權）人: 賽昂能源有限公司
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M4/62
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 顧晉偉,全萬志

本發明是2008年10月23日提交的發明名稱為“用于電池電極的底涂料”的中國專利申請200880118738.0的分案申請。

技術領域

本發明通常涉及電化學電池，更具體而言，涉及用于電化學電池的電極的底涂料。

背景技術

典型的電化學電池具有參與電化學反應的陰極和陽極。為制造電極，可以將電極活性材料（electroactive material）沉積到導電載體上，其可以充當電極的集流體。保持電極活性材料與導電載體之間的電接觸對于電化學電池的有效運作至關重要。

已知地，沉積在電極活性材料和導電載體之間的粘合層，也稱為“底涂料”或者“底涂層”，可以粘合至電極活性材料和導電載體并且提供電極活性材料和導電載體之間的電連通。盡管現有底涂料可用，但許多現有底涂料不能在提供層間良好的電接觸的同時也提供與電極活性材料和導電載體的良好粘合。結果，包含這類底涂料的一些電化學電池具有低的放電容量。因此，需要如下底涂料：1）提供電極活性材料和導電載體之間的良好粘合和電接觸以在電化學電池中提供高放電容量，2）與電解質相容，和3）能夠在充電和/或放電過程中保護集流體免遭可能的電化學電池中電極活性物質的腐蝕作用。

發明內容

提供電化學電池，更具體而言，提供電化學電池的電極用底涂料。

在一個實施方案中，提供一種電極。該電極包括導電載體、與導電載體相鄰且含有第一聚合物材料的第一底涂層，其中所述第一底涂層含有少于30wt%的交聯聚合物材料。電極還包括與第一底涂層相鄰且含有第二聚合物材料的第二底涂層，其中所述第二底涂層含有少于30wt%的交聯聚合物材料。電極還包括與第二底涂層電連通的電極活性層。

在另一個實施方案中，提供一種集流體。該集流體包括導電載體、與導電載體相鄰布置且含有第一聚合物材料的第一底涂層以及與第一底涂層相鄰布置的且含有第二聚合物材料的第二底涂層，其中所述第一和/或第二聚合物材料含有羥基官能團。

在另一個實施方案中，電極包括導電載體和與導電載體相鄰布置且含有第一聚合物材料的第一底涂層，其中所述第一底涂層含有大于30wt%的交聯聚合物材料。電極還包括與第一底涂層相鄰布置的且含有第二聚合物材料的第二底涂層，其中所述第二底涂層含有大于30wt%的交聯聚合物材料。電極還包括與第二底涂層電連通的電極活性層。

在另一個實施方案中，提供一種形成陰極的方法。該方法包括與導電載體相鄰布置至少一個底涂層，所述底涂層包含含有羥基官能團的聚合物材料。任選地，至少一部分聚合物材料可以是交聯的。該方法還包括與底涂層相鄰布置的陰極漿料，所述陰極漿料含有陰極活性材料、導電填料和溶劑，其中陰極漿料含有大于30wt%的水。從陰極漿料中可以除去至少一部分溶劑。

在另一個實施方案中，提供一種陰極。該陰極包括導電載體和與導電載體相鄰布置且含有聚合物材料的底涂層，所述聚合物材料含有羥基官能團。任選地，至少一部分聚合物材料可以是交聯的。陰極還包括與底涂層電連通的陰極活性層，其中陰極活性層是通過這樣的方法來制備的，其中在干燥之前，它含有大于30wt%的水。

在另一個實施方案中，提供一種形成陰極的方法。該方法包括在溶劑中將含有羥基官能團的聚合物材料在高于80℃的溫度下進行混合，向聚合物材料和溶劑中加入導電填料以形成底涂料漿料，以及把底涂料漿料布置在導電載體上以形成底涂層。該方法還包括與底涂層相鄰布置的陰極漿料，所述陰極漿料含有陰極活性材料、導電填料和溶劑。從陰極漿料中可以去除至少一部分溶劑。

在另一個實施方案中，提供一種鋰電池。該鋰電池包括含有鋰金屬作為活性陽極物質的陽極和含有由陰極集流體負載的硫作為活性陰極物質的陰極。鋰電池的面積比電阻小于50歐姆·cm²。在某些實施方案中，面積比電阻小于40、30、20或者10歐姆·cm²。鋰電池還可以包括布置在活性陰極物質和陰極集流體之間的底涂層。在一個實施方案中，底涂層包含含有羥基官能團的聚合物材料。例如，底涂層可以含有聚乙烯醇或者可以由聚乙烯醇形成，所述聚乙烯醇可以是至少部分交聯的或者基本上未交聯的。

當結合附圖來考慮時，從下面的本發明各種非限制性實施方案的詳細說明中，本發明的其他優點和新特征將變得顯而易見。在本發明說明書和通過引用并入的文件包括相矛盾和/或不一致的公開內容的情況下，應當以本發明說明書為準。如果通過引用并入的兩份或多份文件包括相互間矛盾和/或不一致的公開內容，則以具有更晚生效期的文件為準。

附圖說明