[發明專利]用于具有改善性能的能量存儲裝置的組合物和方法

在審

• 申請號: 201880075141.6
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN111436199A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 申俊昊;希厄·明赫·東;海姆·費根鮑姆
• 申請（專利權）人: 麥斯韋爾技術股份有限公司
• 主分類號: C01G53/04
• 分類號: C01G53/04;H01M4/525;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525;C08L1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 曲在丹

本發明提供能量存儲裝置，其包括具有改善的性能的至少一種干法自支撐電極膜。該改善的性能可以實現為改善的電極材料負載、改善的活性材料負載、改善的活性材料密度、改善的面容量、改善的比容量、改善的面能量密度、改善的能量密度、改善的比能量密度或改善的庫侖效率。

通過引用并入任何優先權申請

本申請要求2017年11月22日提交的美國臨時申請No.62/590110的優先權，其公開內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本發明總體上涉及能量存儲裝置，并且具體地涉及用于具有改善性能的干電極能量存儲裝置的材料和方法。

背景技術

電能存儲單元被廣泛用于向電子、機電、電化學和其它有用設備供電。這種單元包括電池，例如一次化學電池和二次(可充電)電池、燃料電池以及各種電容器，包括超級電容器。增加能量存儲裝置(包括電容器和電池) 的工作功率和能量，對于增強能量存儲、增加功率容量和擴大實際使用場景將是可取的。

包括結合了互補屬性的電極膜的能量存儲裝置可以提高能量存儲裝置在實際應用中的性能。此外，現有的制造方法可能會對各種結構電極的性能施加實際限制。因此，新的電極膜配方及其制造方法可提高性能。另外，電極膜的新穎組合可以揭示出可以為能夠存儲裝置提供改善性能的組合。

發明內容

出于概括本公開以及相比于現有技術所獲得的優點的目的，本文描述了本公開的某些目的和優點。并非所有這些目的和優點均可以在任何特定實施方式中實現。因此，例如，本領域技術人員將認識到，本發明可以以實現或優化如本文所教導的一個優點或一組優點的方式體現或實施，而不必實現如本文所教導或建議的其它目的或優點。

在第一方面，提供了一種鋰離子電池，其包括至少一個自支撐干電極膜并且具有增強的性能。該增強的性能可以是增強的電極材料負載、活性材料負載、面容量、比容量、面能量密度、能量密度、比能量密度或庫侖效率。在一個實施方式中，此類電池可以具有至少250Wh/kg的比能量密度，或至少600Wh/L的能量密度。

在一個方面，提供了一種能量存儲裝置的單干電極膜。該干電極膜包括干活性材料。該干電極膜還包括干粘合劑。該干電極膜還包括，其中該干電極膜是獨立式的(free-standing)，并且其中該干電極膜的厚度大于約 110μm。

在另一方面，提供了一種能量存儲裝置的干電極膜。該干電極膜包括干活性材料。該干電極膜進一步包括干粘合劑。該干電極膜進一步包括，其中該干電極膜是獨立式的，并且其中該干電極膜的電極膜密度為至少 1.4g/cm³。

在另一方面，提供了一種制造能量存儲裝置的單干電極膜的方法。該方法包括提供干活性材料。該方法進一步包括提供干粘合劑。該方法進一步包括將該干活性材料和干粘合劑組合以提供電極膜混合物。該方法進一步包括由該電極膜混合物形成厚度大于約110μm的獨立式干電極膜。

在另一方面，提供了一種用于制造能量存儲裝置的干電極膜的方法。該方法包括提供干活性材料。該方法進一步包括提供干粘合劑。該方法進一步包括組合該干活性材料和干粘合劑以提供電極膜混合物。該方法進一步包括由該電極膜混合物形成電極膜密度為至少1.4g/cm³的獨立式干電極膜。

所有這些實施方式都旨在落入本文公開的本發明的范圍內。通過以下參考附圖對優選實施方式的詳細描述，這些和其它實施方式對于本領域技術人員將變得顯而易見，本發明不限于所公開的任何特定的優選實施方式。

附圖說明

圖1描繪了能量存儲裝置的一個實施方式。

圖2A-2D描繪了將干、濕陽極和陰極組合在一起的能量存儲裝置的各種配置。