具有增强集电器的电化学电池及其生产方法与流程

本文描述的实施方案涉及具有增强集电器的电极和电化学电池及它们的生产方法。

背景技术：

1、本文描述的实施方案总体上涉及具有增强集电器的电化学电池。在操作期间，电化学电池的组件可以膨胀和收缩。这种膨胀和收缩可能是由于电池中的温度波动以及机械刺激造成的。电化学材料可以包含在膨胀和收缩的组件中。与电极材料耦接的集电器也可能膨胀和收缩。集电器材料的膨胀和收缩可能会导致与集电器耦接的电极材料中出现褶皱、间隙、不连续和压缩部分。这种缺陷也可能出现在集电器本身中。这些缺陷可能妨碍电池寿命，使电极材料的各个部分无法使用。即使具有高拉伸强度或高弹性模量的集电器材料仍可能非弹性地变形，随着时间的推移而导致电极中的非弹性变形。具有高弹性模量的工程集电器材料可能是昂贵的。减少电池中这种缺陷的形成的系统可以保持电化学电池性能。

技术实现思路

1、本文描述的实施方案涉及具有增强集电器的电化学电池和电极。在一些实施方案中，一种电极可以包含集电器和设置在所述集电器的第一侧上的电极材料。增强层可以设置在所述集电器的第二侧上。所述增强层可以具有足以减少在所述电极的操作期间在所述集电器上产生的拉伸量的弹性模量。在一些实施方案中，聚合物膜可以设置在所述增强材料上。在一些实施方案中，所述电极可以进一步包含设置在所述增强材料和所述聚合物膜之间的粘性聚合物。在一些实施方案中，所述增强材料可以具有小于约10μm的厚度。在一些实施方案中，所述增强层可以包含粘性聚合物。在一些实施方案中，粘性聚合物可以设置在所述增强材料和所述集电器之间。在一些实施方案中，设置在所述增强材料和所述集电器之间的所述粘性聚合物可以包含弹性体和交联聚合物中的至少一种。

技术特征：

1.一种电极，其包括：

2.根据权利要求1所述的电极，其进一步包括：

3.根据权利要求1所述的电极，其中所述电极包含设置在所述增强层和所述集电器之间的聚合物粘合剂。

4.根据权利要求3所述的电极，其中所述聚合物粘合剂包含至少一种弹性体或交联聚合物。

5.根据权利要求1所述的电极，其中所述集电器包含多个孔。

6.根据权利要求1所述的电极，其中所述增强层包含硅酸钠、陶瓷粉末、玻璃粉末、玻璃纤维、碳纳米管、碳纳米纤维或碳纤维中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的电极，其中所述增强层的弹性模量足以减少在所述电极的操作期间在所述集电器上产生的拉伸量和机械应力。

8.根据权利要求1所述的电极，其中所述增强层具有小于约10μm的厚度。

9.根据权利要求1所述的电极，其中所述电极材料是半固体电极材料，所述半固体电极材料包含液体电解质中的活性材料和导电材料。

10.根据权利要求1所述的电极，其中所述电极材料是阳极材料，所述电极进一步包括设置在所述集电器和所述阳极材料之间的含锂层。

11.一种电极，其包括：

12.根据权利要求11所述的电极，其进一步包括：

13.根据权利要求11所述的电极，其中所述电极包含设置在所述增强层和所述集电器之间的聚合物粘合剂。

14.根据权利要求11所述的电极，其中用于增强层的所述材料完全填充由所述多个孔产生的所述空隙体积，使得所述增强材料物理地接触所述电极材料。

15.根据权利要求11所述的电极，其中所述增强层包含硅酸钠、陶瓷粉末、玻璃粉末、玻璃纤维、碳纳米管、碳纳米纤维或碳纤维中的至少一种。

16.根据权利要求11所述的电极，其中与未经涂覆的集电器相比，所述增强集电器减少电极操作期间的拉伸或机械应力。

17.根据权利要求11所述的电极，其中所述增强层具有小于约10μm的厚度。

18.根据权利要求11所述的电极，其中所述电极材料是半固体电极材料，所述半固体电极材料包含液体电解质中的活性材料和导电材料。

19.根据权利要求11所述的电极，其中所述电极材料是阳极材料，所述电极进一步包括设置在所述集电器和所述阳极材料之间的含锂层。

20.一种形成电极的方法：

21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：

22.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：

23.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：

24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包括：

25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括：

26.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：

技术总结
本文描述的实施方案涉及具有增强集电器的电化学电池和电极。在一些实施方案中，一种电极可以包含集电器和设置在所述集电器的第一侧上的电极材料。增强层可以设置在所述集电器的第二侧上。所述增强层可以具有足以减少在所述电极的操作期间在所述集电器上产生的拉伸量的弹性模量。在一些实施方案中，聚合物膜可以设置在所述增强材料上。在一些实施方案中，所述电极可以进一步包含设置在所述增强材料和所述聚合物膜之间的粘性聚合物。在一些实施方案中，所述增强材料可以具有小于约10μm的厚度。在一些实施方案中，所述增强层可以包含粘性聚合物。

技术研发人员：草地雄树,太田直树,陈君政
受保护的技术使用者：24M技术公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16