[發(fā)明專利]用于硅占主導的陽極的較低熱解溫度的粘結(jié)劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080077801.1
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN114651342A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 莫妮卡·奇霍恩;大衛(wèi)·J·李;拉胡爾·卡馬斯
• 申請（專利權(quán)）人: 新強能電池公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/134;H01M4/1395;H01M4/38;H01M4/62
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;洪欣

提供了用于直接涂覆硅占主導的陽極的碳添加劑的系統(tǒng)和方法。用于直接涂覆的陽極的示例性組合物可以包含硅占主導的陽極活性材料、基于碳的粘結(jié)劑和基于碳的添加劑，其中所述組合物被配置用于低溫熱解。所述低溫熱解可以在600℃進行。可以使用所述組合物在集流器上的直接涂覆方法形成陽極。所述陽極活性材料產(chǎn)生構(gòu)成熱解后所形成的陽極的86％至97％重量的硅。所述基于碳的添加劑產(chǎn)生構(gòu)成熱解后所形成的陽極的2％至6％重量的碳。

相關(guān)申請的交叉引用/援引并入

本申請要求于2019年11月12日提交的第16/681,401號美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述美國專利申請據(jù)此通過援引并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容的方面涉及能量產(chǎn)生和存儲。更具體地，本公開內(nèi)容的某些實施方案涉及用于具有較低熱解溫度的粘結(jié)劑的方法和系統(tǒng)。此類粘結(jié)劑可以用于具有硅占主導的陽極的電池。

背景技術(shù)

用于電池陽極的常規(guī)方法可能是昂貴的、笨重的和/或低效的，例如，它們可能實施起來復雜和/或耗時，并且可能限制電池使用壽命。

通過將這種系統(tǒng)與如本申請的其余部分中參考附圖所闡述的本公開內(nèi)容的一些方面進行比較，常規(guī)和傳統(tǒng)方法的其它限制和缺點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容

提供了用于具有較低熱解溫度的粘結(jié)劑的系統(tǒng)和/或方法，其中此類粘結(jié)劑用于具有硅占主導的陽極的電池，其大體上如至少一個圖所示和/或如關(guān)于至少一個圖所述，如權(quán)利要求中更完整地闡述。

根據(jù)以下描述和附圖，將更全面地理解本公開內(nèi)容的這些和其它優(yōu)點、方面和新特征，以及其所示實施方案的細節(jié)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的經(jīng)由硅顆粒尺寸配置陽極膨脹的電池的圖。

圖2例示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的鋰化期間的陽極膨脹。

圖3A例示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的包含PAI的固化陽極的熱重分析(TGA)。

圖3B例示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的未固化PAI的TGA與固化PAI的TGA之間的比較。

圖3C例示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的PI的TGA。

圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的用于直接涂覆電極的方法的流程圖。

圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的用于轉(zhuǎn)移層壓電極的替代方法的流程圖。

圖6是例示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的具有92％的硅和包含PAI(聚酰胺酰亞胺)或PI(聚酰亞胺)的粘結(jié)劑的陽極漿料制劑的放電容量性能的繪圖。

圖7是例示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的具有86％的硅和包含PAI(聚酰胺酰亞胺)或PI(聚酰亞胺)的粘結(jié)劑的陽極漿料制劑的放電容量性能的繪圖。

具體實施方式

圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方案的經(jīng)歷陽極膨脹的具有硅占主導的陽極的電池的圖。參考圖1，示出了電池100，所述電池100包括夾置在陽極101與陰極105之間的隔板103，以及集流器107A和107B。還示出了聯(lián)接至電池100的負載109，例示出當電池100處于放電模式時的情況。在本公開內(nèi)容中，術(shù)語“電池”可以用于指示單個電化學電池，形成為模塊的多個電化學電池和/或形成為組件的多個模塊。

便攜式電子裝置的發(fā)展和運輸?shù)碾姎饣?qū)動了對高性能電化學能量存儲的需求。相對于其它可充電電池化學品，小規(guī)模(100Wh)至大規(guī)模(10KWh)裝置由于鋰離子(Li離子)電池的高性能而主要使用鋰離子電池。