[發明專利]通過粘合劑原纖化來生產電極的方法

有效

• 申請號: 201880050167.5
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN111033813B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 哈拉爾德·鮑爾;貝恩德·賴因施;沃爾夫岡·韋丹茨;萊奧諾雷·格蘭茨;卡林·尤利烏斯·烏爾姆
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司;株式會社杰士湯淺國際
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/13
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;鐘海勝

本發明涉及一種生產用于電化學電池，特別是用于電池組電池，例如用于鋰電池的電極(E)的方法。為了例如通過干法涂覆能夠以節省時間和成本效益的方式生產例如用于汽車電池組，特別是用于電動汽車和/或混合動力汽車的、性能改善和/或層厚度明顯大于100μm的電極(E)的均勻混合物，在高剪切負載的混合方法中將至少一種粘合劑(B)與至少一種電極組分(E1)混合，以形成包含原纖化粘合劑的混合物(fB+E1)，然后通過較低剪切負載的混合方法將至少一種另外電極組分(E2)添加到含有原纖化粘合劑的混合物(fB+E1)中。本發明還涉及一種由此生產的電極(E)以及一種配備有所述類型的電極(E)的電池。

技術領域

本發明涉及一種生產用于電化學電池，尤其是用于電池組電池的電極的方法；一種由此生產的電極；以及一種配備有該類型的電極的電化學電池。

背景技術

當基于例如鋰電池或鈉電池(如鋰離子電池或鈉離子電池)的電池組用于移動和固定的應用中時，它們為節能和局部避免排放提供了巨大的潛力。

鋰電池的電極通常通過濕法涂覆法生產。在此通常使用的程序將電極組分與至少一種溶劑混合，以生產(高粘度)液體漿料或漿液，然后將其用于例如通過狹縫式涂布機、刮刀涂布機或輥式涂布機形成層或涂層。

為了再次去除所述至少一種溶劑，必須使用長的干燥通道用于緩慢且可控地干燥層或涂層。然而，這導致長的生產時間和高的生產成本，例如用于干燥以及用于提供、回收和/或催化燃燒所述至少一種溶劑的能源成本形式的高生產成本。

此外，濕法涂覆法只能生產層厚度有限的，例如至多為100μm的電極。然而，對于大電池組(如電動汽車所需的大電池)而言，較厚的電極將是期望的。

文獻US 2015/03030481 A1、WO 2005/008807 A2(EP 1 644 136 A2)、WO 2005/049700 A1、US 4,556,618、US 4,379,772、US 4,354,958、US 3,898,099和US 6,335,857B1涉及用于生產電極的方法。

發明內容

本發明提供了一種生產用于電化學電池的電極(例如陽極和/或陰極)的方法。在這里，所述方法特別是可以被設計用于生產用于電池組電池，尤其是用于鋰電池或鈉電池或用于金屬-空氣電池，例如用于鋰離子電池和/或鋰金屬電池或用于鈉離子電池的電極(例如陽極和/或陰極)。所述方法尤其是可以被設計用于生產用于鋰電池，例如用于鋰離子電池和/或鋰金屬電池的電極(例如陽極和/或陰極)。

在所述方法中，尤其是在方法步驟a)中，通過高剪切混合程序將至少一種粘合劑(尤其是聚合物粘合劑)與至少一種電極組分混合，以得到包含原纖化粘合劑的混合物。

在所述方法中(然后)，尤其是在方法步驟b)中，通過低剪切混合程序將至少一種另外電極組分摻和到尤其是來自方法步驟a)的包含原纖化粘合劑的混合物中。

通過高剪切混合程序，特別地可以實現比通過低剪切混合程序所實現的剪切負載更高并且能夠使至少一種粘合劑原纖化的剪切負載。因此，高剪切混合程序尤其也可被稱為較高剪切混合程序。

通過低剪切混合程序，特別地可以實現比通過高剪切混合程序所實現的剪切負載更低的剪切負載。因此，低剪切混合程序尤其也可以被稱為較低剪切混合程序。

在這里，表述“高剪切混合程序”可以特別是指如下混合程序，其中特別是在沒有潤滑劑(如液體)的情況下顆粒彼此相對移動，特別是其中以顆粒本身之間和/或顆粒與混合器壁之間大的速度梯度發生高剪切負載。在這里，高剪切負載下的顆粒特別可能經歷斷裂，例如干凈的斷裂。高剪切混合程序可以例如通過噴射方法(特別是通過噴射磨)和/或通過三輥研磨機和/或通過雙螺桿擠出機進行。