[發(fā)明專利]電極、電化學(xué)電池及形成電極和電化學(xué)電池的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201480024108.2 | 申請日： | 2014-02-28 |
| 公開（公告）號： | CN105378978B | 公開（公告）日： | 2018-06-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 本杰明·容·樸;伊恩·R·布朗;史蒂芬·W·斯堪克;史蒂夫·皮爾斯 | 申請（專利權(quán)）人： | 新強(qiáng)能電池公司 |
| 主分類號： | H01M4/04 | 分類號： | H01M4/04;H01M4/13;H01M4/139;H01M4/62;H01M4/02;H01M4/134;H01M4/66 |
| 代理公司： | 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204 | 代理人： | 王達(dá)佐;洪欣 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 電極 電化學(xué)電池 集電器 電池組 電連通 附接 粘接 | ||
本文描述了電極及形成電極的方法。所述電極可以是電化學(xué)電池或電池組的電極。所述電極包括集電器和與所述集電器電連通的膜。所述膜可包含使膜保持在一起的碳相。所述電極還包括使膜粘接于集電器的電極附接物質(zhì)。
相關(guān)申請的交叉引用
本申請是2011年12月21日提交的第13/333,864號美國申請的部分繼續(xù)申請，其要求2010年12月22日提交的第61/426,446號美國臨時申請和2011年5月20日提交的第61/488,313號美國臨時申請的權(quán)益，通過引用的方式將上述申請的整體內(nèi)容并入本文。
背景
發(fā)明領(lǐng)域
本公開內(nèi)容涉及電化學(xué)電池(cell)和用于電化學(xué)電池的電極。具體而言，本公開內(nèi)容涉及用于電池組(battery)的包含硅和碳復(fù)合材料的電極和電化學(xué)電池。
鋰離子電池組通常包括位于陽極和陰極之間的隔板和/或電解質(zhì)。在一類電池中，將隔板、陰極和陽極材料單獨地形成為片或膜。隨后將陰極片、隔板片和陽極片與分隔陰極和陽極(例如，電極)的隔板一起堆疊或軋制以形成電池。對于待軋制的陰極、隔板和陽極，各個片必須足夠可變形或有彈性以被軋制而不失效，例如破裂、破碎、機(jī)械失效等。典型的電極包括在導(dǎo)電金屬(例如，鋁和銅)上的電化學(xué)活性材料層。例如，可以將碳連同惰性粘合材料一起沉積在集電器上。常使用碳，因為其具有優(yōu)異的電化學(xué)特性且還是導(dǎo)電的。電極能被軋制或切割成片，然后分層堆積為堆。所述堆具有電化學(xué)活性材料，所述電化學(xué)活性材料與其間的隔板交替。
發(fā)明概述
在某些實施方案中，提供了電極。所述電極可包括集電器和與所述集電器電連通的膜。所述膜可包含使膜保持在一起的碳相。所述電極還可包含將膜粘接在集電器上的電極附接物質(zhì)。
所述膜可以是單片的自支撐膜。另外，所述膜可包含分布在碳相中的硅顆粒。所述碳相可包括硬碳。此外，所述膜可包含孔隙，并且至少一部分電極附接物質(zhì)可在膜的孔隙內(nèi)。例如，以膜的體積計，孔隙率可為約5％至約50％和/或約1％至約70％。
所述電附接物質(zhì)可包含聚合物，例如聚酰胺酰亞胺、聚偏二氟乙烯和聚丙烯酸。此外，所述電極附接物質(zhì)可為基本上不導(dǎo)電的。所述電極附接物質(zhì)可允許陽極活性材料和集電器膨脹而不使電極顯著失效。例如，電極可以被彎曲為至少7mm的曲率半徑而不顯著破裂。
在某些實施方案中，提供了形成電極的方法。所述方法可包括將電極附接物質(zhì)夾在集電器與包含電化學(xué)活性材料的固體膜之間，以使得電極附接物質(zhì)將所述固體膜粘接于集電器，并且所述固體膜與集電器電連通。在一些實施方案中，所述固體膜至少部分地將電極附接物質(zhì)吸收到該膜的孔隙中。
在某些實施方案中，提供了電化學(xué)電池。所述電化學(xué)電池可包括多孔隔板片及夾在所述多孔隔板片與上述電極之間的電池附接物質(zhì)。所述電池附接物質(zhì)可包含聚偏二氟乙烯。所述電池附接物質(zhì)可涂覆所述多孔隔板片和所述電極中的至少之一或兩者。例如，涂覆所述多孔隔板片的電池附接物質(zhì)可為第一電池附接物質(zhì)，且涂覆所述電極的電池附接物質(zhì)可為在化學(xué)上與第一電池附接物質(zhì)不同的第二電池附接物質(zhì)。
在某些實施方案中，提供了形成電化學(xué)電池的方法。所述方法能包括將電池附接物質(zhì)夾在多孔隔板片與上述電極之間。所述方法進(jìn)一步包括用所述電池附接物質(zhì)涂覆所述多孔隔板片和所述電極中的至少之一或兩者。此外，所述方法可包括在將所述電池附接物質(zhì)夾在所述多孔隔板片與所述電極之間后，加熱所述電池附接物質(zhì)。
在某些實施方案中，提供了電極。所述電極可包括集電器和與所述集電器電連通的膜。所述膜可包含使膜保持在一起的碳相。所述電極還可包含使膜粘接于集電器的電極附接物質(zhì)。所述膜可包含孔隙并且至少約90％的孔隙可基本上不含電極附接物質(zhì)。
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