[發明專利]制造固態電池組的電極層壓體的方法

在審

• 申請號: 201810072685.9
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108365267A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: M.英德里科瓦;A.內茨;H.格雷貝
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0565;H01M10/052;H01M6/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;申屠偉進

本發明涉及制造固態電池組電池的電極層壓體的方法，包括方法步驟：a)提供基本由金屬組成并在其表面至少一部分上結構化的負電極；b)提供聚合物電解質前體；c)在負電極的結構化表面至少一部分上施加聚合物電解質前體；d)加熱聚合物電解質前體和/或負電極至聚合物電解質前體的組成部分至少之一的熔化溫度以上的溫度，以便在負電極的結構化表面至少一部分上形成聚合物電解質層；e)提供包含至少一個集流體和至少一種正極活性材料的正電極；f)上下疊放負電極和包含至少一個集流體和至少一種正極活性材料的正電極，使聚合物電解質層在負電極和正電極之間，以便形成電極堆疊；g)擠壓電極堆疊，以便獲得穩定的電極層壓體。

技術領域

本發明涉及一種用于制造電極層壓體（Elektrodenlaminat）的方法，以及按照該方法獲得的電極層壓體及其在電化學的電池組電池中的用途。

背景技術

固態電池組電池、尤其是聚合物電池組電池是重要的一組電化學蓄能器。它們由于不存在液態電解質來以經提高的安全性而出眾。通常，這種聚合物電池組電池的制造首先包括正電極的制造。為此，通常提供一種活性材料漿料（Aktivmaterialaufschl?mmung），其包含至少一種活性材料、聚合物、鋰鹽和在必要時的其他導電添加劑。典型地，使用非質子有機溶劑，比如乙腈或環己酮來制造漿料。為此，首先使聚合物在混合器（Mischer）中溶解在溶劑中。隨后，剩余的組分被依次加入并被小心地相互混合，以便獲得均勻的混合物。在必要時，從混合物去除（befreien）一部分溶劑，并以糊狀物質的形式施加該混合物到集流體（Stromsammler）上。隨后，必要時在經提高的溫度下，除去剩余的溶劑，以便獲得多細孔的正電極（陰極）。

在下一個步驟中，通常制造電解質漿料，其方式為，在加入溶劑的情況下使適合的聚合物和導電鹽在混合器中溶解。通常，在此情況下使用與制造活性材料漿料的情況下相同的溶劑和相同的混合器類型。含有溶劑的電解質漿料被施加到正電極的表面，并隨后去除溶劑。

最后，將負電極（陽極）布置在如此獲得的層壓體上，使得電解質層處于正電極和負電極之間。

但是，這種常規方法有多個缺點。各個步驟是非常時間耗費的，因為組成部分（尤其是聚合物組分）的溶解是費時的。此外必要的是，含有溶劑的電解質漿料具有并不過高的粘度，以便獲得均勻的電解質層并且實現各個層之間的良好連接。尤其是，電解質漿料應具有低粘度，以便能夠滲入到正電極的細孔中并且實現完美的連接。通過由于電解質漿料的溶劑在其施加期間所引起的空氣夾雜和正電極的活性材料組合物的部分溶解而得出其他缺點。

US2012/040243公開一種用于制造電極的方法，所述電極包含集流體和層壓在其上的活性材料，其中，該方法也適應于不添加液體或溶劑的情況。為此，活性材料組合物的組成部分與粒狀粘合劑被一起加入到混合器中，以便實現粘合劑的纖維化（Fibrillierung）。 因此形成可以借助壓延機施加到集流體的表面上的物質。在此，所期望的原纖化的粘合劑顆粒的制造需要精確的方法控制。盡管不存在溶劑和其他液體，在這里也可能發生電池組電池的正極活性材料（positives Aktivmaterial）、集流體和其他組成部分，尤其是固態電解質之間的不充分的連接。

JP2014-127333描述一種正電極，其中，集流體的表面具有凹陷，其能夠部分地容納被施加到該表面的顆粒狀的活性材料。這改善活性材料在集流體上的接合。在電極與固態電解質之間的良好接觸因此不能被保證。

從現有技術中已知的這些方法需要用于制造正電極的特殊技術，這些特殊技術部分地需要巨大的耗費。但是，這些特殊技術不能確保也對于電池組電池的其他組成部分，例如也對于電解質和負電極形成穩定的連接，其中形成電池組電池的各個組件之間的良好的接觸。

發明內容

因此，本發明的任務基于，提供一種方法，其能夠以簡單的技術方法制造穩定的電極層壓體的方法。所述任務已經通過接下來所描述的本發明得以解決。