[發明專利]干式儲能裝置電極及其制造方法

有效

• 申請號: 202110497666.2
• 申請日: 2015-04-17
• 公開（公告）號: CN113223860B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 孝·明·敦;海姆·費根鮑姆;洪劍
• 申請（專利權）人: 特斯拉公司
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/042;H01M4/04;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李海霞

本申請提供干式儲能裝置電極及其制造方法。一種儲能裝置可以包括正極和負極，其中，正極和負極中的至少一個由聚四氟乙烯(PTFE)復合粘合劑材料制造，該復合粘合劑材料包含PTFE，以及聚偏二氟乙烯(PVDF)、PVDF共聚物和聚(環氧乙烷)(PEO)中的至少一種。儲能裝置可以是鋰離子電池、鋰離子電容器和/或任何其他鋰基儲能裝置。PTFE復合粘合劑材料可以具有約1:1的PTFE與非PTFE組分，如PVDF、PVDF共聚物和/或PEO的比率。

本申請是申請日為2015年4月17日的題為“干式儲能裝置電極及其制造方法”的中國專利申請No.201580032935.0的分案申請。

相關申請的引證

本申請要求享有2014年4月18日提交的標題為“干式儲能裝置電極及其制造方法(DRY?ENERGY?STORAGE?DEVICE?ELECTRODE?AND?METHODS?OF?MAKING?THE?SAME)”的美國臨時專利申請號61/981,602的權益，其公開內容通過引證以其整體結合于本文。

任何優先權申請的引證結合

與本申請一起提交的，在申請數據表中確定了其國外或國內優先權權利要求的任何和所有申請，根據37C.FR?1.57通過引證結合于本文。

技術領域

本公開總體涉及干式儲能裝置電極(能量儲存裝置電極，energy?storage?deviceelectrode)、實施這種電極的儲能裝置及相關方法。

背景技術

許多常規的儲能裝置和相關方法是已知的。通常，將粘合劑材料(bindermaterial)與活性電極材料和其它添加劑組合，并以形成電極膜的方式進行加工處理。電極膜通常應用于一層或多層其它材料層以形成電極。通常，形成負電極(負極)和正電極(正極)，以及在它們之間的隔板，并將它們插入到具有電解質的殼體中以形成各種類型的儲能裝置。

儲能裝置電極中使用的電極膜可以使用濕式或干式方法(wet?or?dry?process)形成。例如，在需要大量后續干燥技術的濕式涂布方法中，活性電極材料可以與粘合劑材料、溶劑和其它添加劑進行組合以制造電極膜。

已經開發的干式電極方法(dry?electrode?process)可以降低上述濕式方法的耗時且昂貴的干燥過程。例如，電極方法(電極處理，electrode?process)可以包括將聚四氟乙烯(PTFE)粘合劑與活性電極材料組合，并壓延以形成電極膜。然而，包含由PTFE粘合劑所制造的電極的儲能裝置可以表現出并非期望的裝置性能，如提高了氧化還原過程期間的不可逆容量損失。

發明內容

實施方式包括具有正極、負極和正極和負極之間的隔板的儲能裝置，其中正極和負極的至少一個包含聚四氟乙烯(PTFE)復合粘合劑材料(composite?binder?material)。PTFE復合粘合劑材料可以包括PTFE，以及聚偏二氟乙烯(PVDF)、PVDF共聚物和聚(環氧乙烷)(PEO)中的至少一種。

在一些實施方式中，鋰基儲能裝置可以包括鋰基儲能裝置。鋰基儲能裝置可以是鋰離子電池或鋰離子電容器。

在一些實施方式中，PTFE復合粘合劑材料可以包括最高達約50重量％的PTFE。PTFE復合粘合劑材料可以包括PTFE，以及所述PVDF、PVDF共聚物或PEO中的一種，其中PTFE復合粘合劑材料可以包含質量比為約1:3至約3:1的PTFE/PVDF，或PTFE/PVDF共聚物，或PTFE/PEO。在一些實施方式中，正極或負極可以包括具有高達約20重量％的PTFE復合粘合劑材料的電極膜。