[發明專利]涂覆導電基材的方法及相關的可電沉積組合物

有效

• 申請號: 201680047904.7
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN107925051B
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: R·E·道翰保格;S·D·赫爾靈
• 申請（專利權）人: PPG工業俄亥俄公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/139;H01M4/505;C09D5/44;C09D7/61;C25D13/16;C25D15/02;C25D9/00
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 姜煌

公開了一種制造用于鋰離子電池的電極的方法，其中將導電基材浸沒于可電沉積組合物中，該基材充當電路中的電極，該電路包括浸沒于該組合物中的該電極及反電極，當電流在該電極之間通過時涂層經施涂至該基材的至少一部分上或上方。該可電沉積組合物包含：(a)水性介質；(b)離子(甲基)丙烯酸類聚合物；及(c)固體粒子，其包含：(i)含鋰的粒子，及(ii)導電粒子，其中該組合物具有至少4:1的固體粒子與離子(甲基)丙烯酸類聚合物的重量比。

相關申請的交叉引用

本申請是2012年11月27日提交的共同未決的申請系列號13/686,003的部分繼續申請。

領域

本發明涉及通過電沉積制造鋰離子電池的方法。本發明還涉及用于制造含鋰離子的電池的可電沉積組合物。

背景

電沉積作為涂層施涂方法，涉及在施加電位的影響下沉積組合物至導電基材上。當該基材浸沒于該組合物中時沉積涂層，該基材充當浸沒于該組合物中的電極及反電極的電路中的電極，當電流在該電極之間通過時，使涂層施涂至該基材。

通常，在電沉積方法中使用的組合物包括分散于水性介質中的樹脂相。雖然該基材所浸沒于其中的組合物可包括顏料以提供顏色及其他填料及添加劑，但是以往由電沉積的涂層所尋求的特性(諸如顯著的耐腐蝕性)主要因為連續樹脂膜的沉積而產生。因此，該基材所浸沒于其中的該組合物的樹脂含量相對于顏料及其他填料的量是相對較高的。例如，此種組合物通常含有0.02至1重量份顏料相對于1重量份樹脂相。

鋰離子電池由陰極、陽極、隔板及電解質組成。該陰極是具有含鋰的活性材料(諸如LiFePO₄)沉積于其上的金屬(通常鋁)箔基材。該含鋰的活性材料是由含于有機溶劑(諸如N-甲基-2-吡咯啶酮)中的含有該含鋰的活性材料、導電碳及粘合劑(諸如聚偏二氟乙烯)的漿液經由狹縫模具式涂布機沉積于該基材上。在這些漿液中，含鋰的活性材料及導電碳的總量相對于粘合劑的量是高的，通常至少9重量份相對于1重量份。然而，使用這樣的溶劑型漿液在環境方面是不令人期望的。

因此，需要用于沉積含鋰的組合物至金屬箔上的替代方法及組合物。鑒于前述內容進行本發明。

發明概述

本發明涉及一種制造用于鋰離子電池的電極的方法。該方法包括將導電基材浸沒于可電沉積組合物中，該基材充當電路中的電極，該電路包括浸沒于該組合物中的該電極及反電極，當電流在該電極之間通過時，使涂層施涂至該基材的至少一部分上或上方。在此方法中使用的該可電沉積組合物包含：(a)水性介質；(b)離子(甲基)丙烯酸類聚合物；及(c)固體粒子，其包含：(i)含鋰的粒子，及(ii)導電粒子，且具有至少4:1的固體粒子與離子(甲基)丙烯酸類聚合物的重量比。

本發明還涉及可電沉積組合物，其包含：(a)水性介質；(b)離子(甲基)丙烯酸類聚合物；及(c)固體粒子，其包含：(i)含鋰的粒子，及(ii)導電粒子，其中該組合物具有至少4:1的固體粒子與離子(甲基)丙烯酸類聚合物的重量比。

具體實施方式

為了下面詳細描述的目的，應理解本發明可采用各種替代變化和步驟順序，除了其中明確有相反的規定之外。另外，除了在任何操作實施例中，或其中另外說明，所有表達，例如說明書和權利要求中使用的成分的量的數字，應被理解為在所有情況下由術語“約”來修飾。因此，除非有相反指示，下述說明書和附加的權利要求中陳述的數字參數是近似值，其可根據本發明待獲得的期望性能而變化。最起碼，并且不試圖限制等同原則對于權利要求范圍的應用，每個數字參數應至少按照所報告的有效數字的位數并通過應用普通的四舍五入方法來解釋。

雖然陳述本發明寬廣范圍的數字范圍和參數是近似值，但在具體實施例中稱述的數值是盡可能精確地報告的。然而，任何數值必然固有地包含在它們各自測試方法中發現的標準偏差必然造成的一定誤差。