用于湿法层合和干法层合电池单元的粘结剂的制作方法
本申请依据35u.s.c.§119(e)要求2016年3月3日提交的名称为“bindersforwetanddrylaminationofbatterycells”的美国临时专利申请序列号62/303,276以及名称为“bindersforwetanddrylaminationofbatterycells”的美国专利申请序列号15/375,905的权益。这两项专利申请的内容全文以引用方式并入本文。
本公开整体涉及电池单元，并且更具体地涉及用于湿法层合和干法层合电池单元的粘结剂。
背景技术
电池单元通常使用层合工艺制造，该层合工艺将分隔体粘附至一个或多个电极(诸如阴极或阳极)。这些层合工艺可涉及“湿法”工艺或“干法”工艺，“湿法”工艺时，分隔体被浸泡在电解质流体中，“干法”工艺时，分隔体中不含电解质流体。在制造期间，电池单元可经历“湿法”层合工艺和“干法”层合工艺的组合。为促进分隔体粘附至电极，分隔体包括粘结剂，该粘结剂可作为涂层沉积在其上。既适用于“湿法”层合工艺又适用于“干法”层合工艺的粘结剂在电池制造中是理想的。
技术实现要素：
本文所提供的实施方案涉及包括用于湿法层合工艺和干法层合工艺的粘结剂的电池叠堆。当层合时，电池叠堆产生电池单元(或其部分)。电池叠堆包括阴极，该阴极具有设置在阴极集流体上的阴极活性材料。电池叠堆还包括阳极，该阳极具有设置在阳极集流体上的阳极活性材料。阳极朝向阴极取向，使得阳极活性材料面向阴极活性材料。分隔体设置在阴极活性材料与阳极活性材料之间，并且包括粘结剂，该粘结剂包含pvdf-hfp共聚物。在某些情况下，电解质流体与分隔体接触。
在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比为5％至15％。在其它变型中，粘结剂为包含第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物的共混粘结剂。第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于7％。第二pvdf-hfp共聚物具有500,000至1,000,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比为10％至15％。
本文提供的实施方案还描述了用于层合电池单元的电池叠堆的方法。该方法可涉及湿法层合和干法层合。该方法包括使分隔体与第一电极的第一活性材料接触以形成第一电池叠堆的步骤。分隔体包括粘结剂，该粘结剂包含pvdf-hfp共聚物。该方法还包括加热第一电池叠堆以将分隔体层合至第一电极的步骤。在某些情况下，该方法额外包括在加热第一电池叠堆之前用电解质流体浸泡分隔体。
在该方法的一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比为5％至15％。在该方法的其它变型中，粘结剂为共混粘结剂，该共混粘结剂包含第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物。第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于7％。第二pvdf-hfp共聚物具有500,000至1,000,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比为10％至15％。
本发明提供了其它电池叠堆和层合方法。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的参考标号指代类似的结构元件，并且其中：
图1为根据例示性实施方案的电池单元的俯视图；
图2为根据例示性实施方案的用于电池单元的一组层的侧视图；
图3a为根据例示性实施方案的具有既适用于湿法层合又适用于干法层合的粘结剂的电池叠堆的侧视图；
图3b为图3a的电池叠堆的侧视图，但其中分隔体包括根据例示性实施方案的陶瓷层；并且
图4为根据例示性实施方案的表示使用共混粘结剂形成的电池叠堆的剥离强度数据图。
具体实施方式
现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。
图1示出了根据实施方案的电池单元100的俯视图。电池单元100可对应于用于给消费、医疗、航空、国防和/或运输应用中使用的设备供电的锂离子或锂聚合物电池单元。电池单元100包括叠堆102，该叠堆包括多个层，所述多个层包括具有阴极活性涂层的阴极、分隔体和具有阳极活性涂层的阳极。更具体地讲，叠堆102可包括一条阴极活性材料带(例如，涂覆有锂化合物的铝箔)和一条阳极活性材料带(例如，涂覆有碳的铜箔)。叠堆102还包括设置在一条阴极活性材料带与一条阳极活性材料带之间的一条分隔体材料(例如，微孔聚合物膜或非织造织物垫)。阴极、阳极和分隔体层可以平面构型平坦放置或可被缠绕成卷绕构型(例如，“凝胶卷”)。
在电池单元100的组装期间，叠堆102可被包封在柔性袋中。叠堆102可处于平面构型或卷绕构型，但其它构型也是可以的。该柔性袋通过沿着折叠线112折叠柔性片材而形成。在一些情况下，柔性片材由具有聚合物膜(诸如，聚丙烯)的铝构成。在折叠柔性片材之后，例如可以通过沿着侧密封部110和沿着阶梯密封部108施加热来密封柔性片材。柔性袋的厚度可小于或等于120微米，以改善电池单元100的封装效率、电池单元100的密度或两者。
叠堆102还包括耦合到阴极和阳极的一组导电接片106。导电接片106可以延伸穿过袋中的密封部(例如，使用密封带104形成的密封部)，以为电池单元100提供端子。然后，导电接片106可用于将该电池单元100与一个或多个其它电池单元电耦合，以形成电池组。例如，电池组可以通过以串联、并联或串并联配置而耦合电池单元来形成。可将此类耦合的单元封装在硬质壳体中，或可嵌入便携式电子设备(例如膝上型计算机、平板型计算机、移动电话、个人数字助理(pda)、数字相机和/或便携式媒体播放器)的外壳内，以完成电池组。
图2呈现了用于根据所公开的实施方案的电池单元(例如，图1的电池单元100)的一组层的侧视图。该组层可包括阴极集流体202、阴极活性涂层204、分隔体206、阳极活性涂层208和阳极集流体210。阴极集流体202和阴极活性涂层204可形成用于电池单元的阴极，并且阳极集流体210和阳极活性涂层208可形成用于电池单元的阳极。为了形成电池单元，可将该组层以平面构型堆叠，或堆叠然后缠绕成卷绕构型。在组装电池单元之前，该组层可对应于电池叠堆。
如上所述，阴极集流体202可为铝箔，阴极活性涂层204可为锂化合物，阳极集流体210可为铜箔，阳极活性涂层208可为碳，并且分隔体206可包括微孔聚合物膜或非织造织物垫。微孔聚合物膜或非织造织物垫的非限制性示例包括微孔聚合物膜或聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚酰胺(pa)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚氯乙烯(pvc)、聚酯和聚偏二氟乙烯(pvdf)的非织造织物垫。然而，其它微孔聚合物膜或非织造织物垫是可以的(例如，凝胶聚合物电解质)。
一般来讲，分隔体代表电池中的结构，诸如插置的层，其防止阴极和阳极的物理接触，同时允许离子在两者间传送。分隔体由具有为离子运输提供通道的孔的材料形成，其可包括吸收包含离子的电解质流体。分隔体的材料可根据化学稳定性、孔隙率、孔径、渗透性、可湿性、机械强度、尺寸稳定性、软化温度和热收缩性来选择。这些参数在操作期间可影响电池性能和安全性。
分隔体可掺入粘结剂以改善对相邻电极层的粘附性(即，阴极和阳极的层)。这些粘结剂也可允许陶瓷材料粘附到分隔体(例如，填料和层)，从而提高分隔体的机械强度和抗热收缩性。粘结剂材料可根据湿法层合工艺和干法层合工艺进行选择，在湿法层合工艺中，电池单元的组层与浸泡在电解质流体中的分隔体层合，在干法层合工艺中，电池单元的组层使用无电解质流体的分隔体层合。使电池单元既能经受湿法层合和又能经受干法层合的粘结剂，可有利于减少电池单元制造的材料和加工复杂性。
图3a呈现了根据例示性实施方案的具有适用于湿法层合和干法层合的粘结剂302的电池叠堆300的侧视图。当层合时，电池叠堆300可产生锂离子电池单元。电池叠堆300包括阴极304，该阴极具有设置在阴极集流体308上的阴极活性材料306。电池叠堆300还包括阳极310，该阳极具有设置在阳极集流体314上的阳极活性材料312。阳极310相对于阴极304取向，使得阳极活性材料312面向阴极活性材料306。
分隔体316设置在阴极活性材料306与阳极活性材料312之间，并且包括包含聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物(即pvdf-hfp共聚物)的粘结剂302。在一些实施方案中，电池叠堆300还包括与该分隔体316接触的电解质流体。在这些实施方案中，可将分隔体316浸泡在电解质流体中。电解质流体可为适用于电池单元的任何类型的电解质流体。电解质流体的非限制性示例包括碳酸丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯。电解质流体还可具有溶解于其中的盐。盐可以是适用于电池单元的任何类型的盐。例如，并且非限制地，用于锂离子电池单元的盐包括：lipf6、libf4、liclo4、liso3cf3、lin(so2cf3)2、libc4o8、li[pf3(c2cf5)3]以及lic(so2cf3)3。其它盐，包括盐的组合也是可以的。
分隔体316可包括微孔聚合物膜或非织造织物垫318，如图3a所示。微孔聚合物膜或非织造织物垫318可为适用于电池单元(例如，聚合物膜、凝胶聚合物等)的任何类型的微孔聚合物膜或非织造织物垫。微孔聚合物膜或非织造织物垫318的非限制性示例包括微孔聚合物膜或聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚酰胺(pa)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚氯乙烯(pvc)、聚酯和聚偏二氟乙烯(pvdf)的非织造织物垫。在一些情况下，分隔体316将陶瓷颗粒掺入其中(即作为填料)，该陶瓷颗粒可涉及粘结剂302、织造或非织造型微孔膜318或两者。用于陶瓷颗粒的陶瓷材料的非限制性示例包括氧化镁材料(例如，mg(oh)2、mgo等)和氧化铝材料(例如，al2o3)。但是，其它陶瓷材料也是可以的。
在图3a中，粘结剂302以层示出，该层设置在微孔聚合物膜或非织造织物垫318上。然而，此描述不旨在为限制性的。例如，并且非限制地，粘结剂302还可以全部或部分存在于微孔聚合物膜或非织造织物垫318的孔内。粘结剂302的其它构型是可以的。
粘结剂302的pvdf-hfp共聚物可具有分子量、hfp重量百分比、酸值或它们的任何组合，其允许使用湿法层合工艺、干法层合工艺或两者来制造电池单元300。不旨在受限于特定理论或作用模式，pvdf为半结晶聚合物材料，其具有相对较高的熔融温度(即，tm>170℃)和电解质流体中的低溶胀。将hfp逐渐掺入到半结晶聚合物材料(即pvdf)中，得到无定形含量增加、熔融温度降低和电解质流体溶胀增加的共聚物。通过选择分子量和hfp的重量百分比，可以操纵这些特性，以更好地使共聚物适合于湿法层合工艺、干法层合工艺或两者。然而，应当理解，干法层合的适用性可与湿法层合的适用性相反(反之亦然)。
例如，并且非限制地，可增加hfp的重量百分比以降低共聚物的软化点，使共聚物更适合于干法层合。然而，重量百分比的这种增加也增加了共聚物在湿法层合期间溶胀的敏感性。湿法层合期间的溶胀可减弱分隔体316与相邻阴极304和阳极310之间的接触，这可导致接触面积的损失。
在另一个非限制性示例中，pvdf-hfp共聚物的分子量可增加，以改善共聚物与粘结剂302所接触的部件(例如，微孔聚合物膜或非织造织物垫318、阴极活性材料306、阳极活性材料312等)的相互作用。此类改善的相互作用可增强湿法层合或干法层合期间的粘附性。然而，增加分子量也可增加共聚物的软化点，使共聚物较不适用于干法层合。
在另一个非限制性示例中，可增加pvdf-hfp共聚物的无定形含量，以改善共聚物在粘结剂302所接触的部件(例如，微孔聚合物膜或非织造织物垫318、阴极活性材料306、阳极活性材料312等)上的涂覆。共聚物中较高的无定形含量可增加其延展性，并降低共聚物与被接触部件之间微空隙的风险。然而，增加无定形含量也可增加共聚物的溶胀度，使共聚物较不适用于湿法层合。
本文所公开的实施方案涉及包含pvdf-hfp共聚物的粘结剂，其分子量和hfp的重量百分比适用于湿法加工和干法加工两者。此外，pvdf-hfp共聚物具有和粘结剂302与电池叠堆300的组件(例如，微孔聚合物膜或非织造织物垫318、阴极活性材料306、阳极活性材料312等)的增强粘附性相对应的酸值，该酸值表征沿着pvdf-hfp共聚物的聚合物链设置的一定量的酸性官能团。这些官能团的存在可改善pvdf-hfp共聚物与粘结剂302所接触的部件的粘结。酸性官能团的非限制性示例包括羧基(例如，甲酸、乙酸等)和羟基。然而，其它酸官能团也是可以的。
在各个方面，酸值为中和给定量的化学物质的酸度所需的碱量。如本文所用，酸值是指中和给定量(克)pvdf-hfp共聚物所需的氢氧化钾量(毫克)。然而，针对酸值的其它等效测量单位是可以的。测定酸值(及其对应测量单位)的技术是本领域技术人员已知的，并且将不进一步讨论。
在一个变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比为5％至15％。在另外的实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有3至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在另外的实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有1.5至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比大于或等于5％。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比大于或等于10％。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比大于或等于15％。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比大于或等于20％。
在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比小于或等于25％。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比小于或等于20％。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比小于或等于15％。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比小于或等于10％。
在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1.5毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1.8毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于3毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于8毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于13毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于12毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于18毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有小于20毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有小于或等于15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有小于或等于10毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有小于或等于5毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
在另一个变型中，分隔体316的粘结剂302为共混粘结剂，其包含第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物。第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于7％。第二pvdf-hfp共聚物具有500,000至1,000,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比为10％至15％。在另外的实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物各自具有1.5至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物具有1.5至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有1.8至2.4毫克氢氧化钾/克共聚物的第一酸值。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有2.1毫克氢氧化钾/克共聚物的第一酸值。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有12.3至12.9毫克氢氧化钾/克共聚物的第二酸值。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有12.6毫克氢氧化钾/克共聚物的第二酸值。应当理解，本文所述的第一酸值和第二酸值可在任意变型中组合。
在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于10％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于8％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于6％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于4％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于2％。
在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为1％至3％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为3％至5％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为5％至7％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为7％至9％。
在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为1％至9％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为3％至7％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为1％至5％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为5％至9％。
在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于14％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于13％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于12％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于11％。
在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于11％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于12％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于13％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于14％。
在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于14％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于13％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于12％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于11％。
在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于11％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于12％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于13％。在一些实施方案中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于14％。
在电池叠堆300的某些变型中，分隔体316包括具有第一侧320和第二侧322的聚烯烃层(即，微孔聚合物膜或非织造织物垫318为聚烯烃层)。聚烯烃层的非限制性示例包括聚乙烯层、聚丙烯层、具有聚乙烯和聚丙烯的共混物的层，以及它们的组合。第一侧320与阴极活性材料306形成第一界面324。第二侧322与阳极活性材料312形成第二界面326。粘结剂302(或其部分)可设置为沿着第一界面324和第二界面326的层，如图3a所示。
在电池叠堆300的这些变型中，陶瓷层可沿着第一界面324和第二界面326设置。此类陶瓷层可在电池单元300的操作期间(即，在制造之后)改善分隔体316的化学和尺寸稳定性。此类陶瓷层也可改善该分隔体316的机械强度。用于陶瓷层的陶瓷材料的非限制性示例包括氧化镁材料(例如，mg(oh)2、mgo等)和氧化铝材料(例如，al2o3)。图3b呈现了图3a的电池叠堆300的侧视图，但其中分隔体316包括根据例示性实施方案的陶瓷层。
在一些情况下，第一陶瓷层328沿着第一界面324设置。第一陶瓷层328包括与粘结剂302接触的多个第一陶瓷颗粒。在一些情况下，第二陶瓷层330沿着第二界面326设置。第二陶瓷层330包括与粘结剂302接触的多个第二陶瓷颗粒。在其它情况下，第一陶瓷层328沿着第一界面324设置，并且第二陶瓷层330沿着第二界面326设置。在这些情况下，第一陶瓷层328包括与粘结剂302接触的多个第一陶瓷颗粒，并且第二陶瓷层330包括与粘结剂302接触的多个第二陶瓷颗粒。
与粘结剂302接触可涉及陶瓷颗粒与粘结剂302共混。在这些情况下，多个第一陶瓷颗粒和多个第二陶瓷颗粒可分别表示60重量％–90重量％的第一陶瓷层328和第二陶瓷层330。在其它情况下，多个第一陶瓷颗粒和多个第二陶瓷颗粒分别表示小于或等于50重量％的第一陶瓷层328和第二陶瓷层330。仍然在其它情况下，多个第一陶瓷颗粒和多个第二陶瓷颗粒分别表示大于或等于90重量％的第一陶瓷层328和第二陶瓷层330。
与粘结剂302接触还可涉及陶瓷颗粒与粘结剂302的层接触。粘结剂302的此类层可插置在第一陶瓷层328与阴极活性材料306之间、第二陶瓷层330与阳极活性材料312之间，或它们的任何组合。
图4呈现了根据例示性实施方案的表示使用共混粘结剂形成的电池叠堆的剥离强度数据图。纵坐标指示电池叠堆的剥离强度。横坐标指示对应于干法层合工艺和湿法层合工艺的剥离强度。对于每个层合工艺，使用粘附至阴极的分隔体或粘附至阳极的分隔体来形成电池叠堆。因此，数据图示出了测量剥离强度的四个条件。
每种情况下，使用了三种不同的粘结剂，包括常规(非共混)粘结剂、第一共混粘结剂和第二共混粘结剂。常规粘结剂具有pvdf-hfp共聚物，该共聚物具有1,200,000u的分子量、6％的hfp重量百分比，以及1毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。第一共混粘结剂具有第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物，该第一pvdf-hfp共聚物具有1,100,000u的分子量、5％的hfp重量百分比，以及13毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值，该第二pvdf-hfp共聚物具有1,200,000u的分子量、0％的hfp重量百分比，以及10毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。第二共混粘结剂具有第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物，该第一pvdf-hfp共聚物具有1,100,000u的分子量、5％的hfp重量百分比，以及13毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值，该第二pvdf-hfp共聚物具有860,000u的分子量、12％的hfp重量百分比，以及2毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
电池叠堆中的分隔体包括第一陶瓷层和涂覆在聚乙烯基膜的相对侧上的第二陶瓷层。第一陶瓷层和第二陶瓷层由对应于70重量％的mg(oh)2和30重量％的共混粘结剂的共混物制备。将第一陶瓷层和第二陶瓷层溶液浇注到电池叠堆的分隔体上。湿法层合工艺和干法层合工艺的活化温度为85℃。阴极中的阴极活性材料包括锂钴氧化物材料、pvdf粘结剂和活性碳的混合物。阳极中的阳极活性材料包括石墨、sbr和cmc。为了层合电池叠堆，施加了约1mpa的压力。
在图4中，第一共混粘结剂和第二共混粘结剂的剥离强度明显高于常规(非共混)粘结剂的剥离强度。此外，在所有情况下，第二共混粘结剂表现出超过1.5n/m的剥离强度。相比之下，在所有情况下，常规粘结剂的剥离强度低于1.5n/m。在湿法工艺中将分隔体粘附到阳极时，期望第一共混粘结剂在所有条件下都达到或超过1.5n/m。然而，应当理解，第一共混粘结剂和第二共混粘结剂均适用于湿法加工和干法加工。
应当理解，本领域的技术人员可利用差示扫描量热法(dsc)技术使用热流剖面来区分共混粘结剂的熔融温度。此类热流剖面可允许在共混粘结剂内测定pvdf-hfp共聚物的重量百分比。此外，本领域的技术人员还可利用凝胶渗透色谱法(gpc)来确定共混粘结剂内pvdf-hfp共聚物的分子量。
根据例示性实施方案，用于层合电池单元的至少一个电池叠堆的方法包括使分隔体与第一电极的第一活性材料接触以形成第一电池叠堆的步骤。分隔体包括粘结剂，该粘结剂包含pvdf-hfp共聚物。pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比为5％至15％。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有3至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些实施方案中，pvdf-hfp共聚物具有1.5至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
该方法还包括加热第一电池叠堆以将分隔体层合至第一电极的步骤。第一电极的第一活性材料可以是阴极的阴极活性材料，或是阳极的阳极活性材料。在一些实施方案中，该方法另外包括在加热第一电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在一些实施方案中，该方法另外包括在加热第一电池叠堆之后，用电解质流体浸泡分隔体并再次加热第一电池叠堆的步骤。应当理解，分隔体中电解质流体的存在或不存在分别对应于湿法层合工艺和干法层合工艺。
在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比为5％至15％。在另外的变型中，pvdf-hfp共聚物具有3至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在另外的变型中，pvdf-hfp共聚物具有1.5至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比大于或等于5％。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比大于或等于10％。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比大于或等于15％。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比大于或等于20％。
在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比小于或等于25％。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比小于或等于20％。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比小于或等于15％。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且hfp的重量百分比小于或等于10％。
在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1.5毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于3毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于8毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于13毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于12毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有大于或等于18毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有小于20毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有小于或等于15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有小于或等于10毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。在一些变型中，pvdf-hfp共聚物具有小于或等于5毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
在一些实施方案中，使分隔体与第一电极的第一活性材料接触的步骤包括使分隔体与第二电极的第二活性材料接触。在这些实施方案中，分隔体设置在第一电极与第二电极之间以形成第一电池叠堆。加热第一电池叠堆的步骤将分隔体层合至第一电极和第二电极两者。在某些情况下，该方法包括在加热第一电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在其它情况下，该方法包括在加热第一电池叠堆之后，用电解质流体浸泡分隔体并再次加热第一电池叠堆的步骤。
在其它实施方案中，该方法还包括使第一电池叠堆的分隔体与第二电极的第二活性材料接触，从而形成第二电池叠堆的步骤。该方法还包括加热第二电池叠堆，以将分隔体层合至第二电极的步骤。在某些情况下，该方法可涉及在加热第二电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在其它情况下，该方法可涉及在加热第二电池叠堆之后，用电解质流体浸泡分隔体然后再次加热第二电池叠堆的步骤。
仍然在其它实施方案中，该方法包括在加热第一电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在此类实施方案中，该方法还包括在加热第一电池叠堆之后，使第一电池叠堆的分隔体与第二电极的第二活性材料接触，从而形成第二电池叠堆的步骤。加热第二电池叠堆以将分隔体层合至第二电极。在某些情况下，该方法可涉及在加热第二电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在其它情况下，该方法可涉及在加热第二电池叠堆之后，用电解质流体浸泡分隔体然后再次加热第二电池叠堆的步骤。
根据另一个例示性实施方案，用于层合电池单元的至少一个电池叠堆的方法包括使分隔体与第一电极的第一活性材料接触以形成第一电池叠堆的步骤。分隔体包括包含第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物的共混粘结剂。第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于7％。第二pvdf-hfp共聚物具有500,000至1,000,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比为10％至15％。在一些实施方案中，第一pvdf-hfp共聚物和第二pvdf-hfp共聚物各自具有3至15毫克氢氧化钾/克共聚物的酸值。
该方法还包括加热第一电池叠堆以将分隔体层合至第一电极的步骤。第一电极的第一活性材料可以是阴极的阴极活性材料，或是阳极的阳极活性材料。在一些实施方案中，该方法另外包括在加热第一电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在一些实施方案中，该方法另外包括在加热第一电池叠堆之后，用电解质流体浸泡分隔体并再次加热第一电池叠堆的步骤。应当理解，分隔体中电解质流体的存在或不存在分别对应于湿法层合工艺和干法层合工艺。
在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于10％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于8％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于6％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于4％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比小于或等于2％。
在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为1％至3％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为3％至5％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为5％至7％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为7％至9％。
在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为1％至9％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为3％至7％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为1％至5％。在一些变型中，第一pvdf-hfp共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且hfp的第一重量百分比为5％至9％。
在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于14％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于13％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于12％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于11％。
在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于11％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于12％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于13％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有大于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于14％。
在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于14％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于13％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于12％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比小于11％。
在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于11％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于12％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于13％。在一些变型中，第二pvdf-hfp共聚物具有小于或等于750,000u的第二分子量，并且hfp的第二重量百分比大于14％。
在一些实施方案中，使分隔体与第一电极的第一活性材料接触的步骤包括使分隔体与第二电极的第二活性材料接触。在这些实施方案中，分隔体设置在第一电极与第二电极之间以形成第一电池叠堆。加热第一电池叠堆的步骤将分隔体层合至第一电极和第二电极两者。在某些情况下，该方法包括在加热第一电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在其它情况下，该方法包括在加热第一电池叠堆之后，用电解质流体浸泡分隔体并再次加热第一电池叠堆的步骤。
在其它实施方案中，该方法还包括使第一电池叠堆的分隔体与第二电极的第二活性材料接触，从而形成第二电池叠堆的步骤。该方法还包括加热第二电池叠堆，以将分隔体层合至第二电极的步骤。在某些情况下，该方法可涉及在加热第二电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在其它情况下，该方法可涉及在加热第二电池叠堆之后，用电解质流体浸泡分隔体然后再次加热第二电池叠堆的步骤。
仍然在其它实施方案中，该方法包括在加热第一电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在此类实施方案中，该方法还包括在加热第一电池叠堆之后，使第一电池叠堆的分隔体与第二电极的第二活性材料接触，从而形成第二电池叠堆的步骤。加热第二电池叠堆以将分隔体层合至第二电极。在某些情况下，该方法可涉及在加热第二电池叠堆之前，用电解质流体浸泡分隔体的步骤。在其它情况下，该方法可涉及在加热第二电池叠堆之后，用电解质流体浸泡分隔体然后再次加热第二电池叠堆的步骤。
本文所述的电池叠堆在制造电子器件中可具有价值，所述电子器件包括用湿法层合工艺、干法层合工艺或两者制造的电池单元。本文的电子设备可指本领域已知的任何电子设备。例如，电子设备可为电话诸如移动电话和座机电话，或任何通信设备诸如智能电话(包括例如
在上述描述中，为了解释的目的，所使用的特定命名提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，实践所述实施方案不需要这些具体细节。因此，出于举例说明和描述的目的，呈现了对本文所述的具体实施方案的前述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，根据上述教导内容，许多修改和变型是可能的。
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