】
[0082]本发明主题的其它优点和有利的实施方案通过附图示出和在下面的说明中阐述。在此需要注意的是，这些附图仅是描述性的，并不以任何形式限制本发明。其中，
图1显示了本发明的复合材料或本发明的功能层的实施方案的透视示意截取图；
图2显示了用于形成复合材料或功能层的本发明方法的实施方案的形象化示意截面图；
图3显示了图2中在致密化之前和之后的放大示意截面截取图；和图4显示了本发明的锂电池的实施方案的示意截面图。
[0083]图1显示了，复合材料10或由10形成的功能层包含无机颗粒10a，其未经烧结而形成了传导锂离子的网络。图1特别展示了，颗粒1a彼此连成串和彼此直接接触，从而得到三维网络状的锂离子传导路径10a。
[0084]颗粒I Oa可以例如是锂-硫银锗矿颗粒I Oa。在图1中显示的功能层可以例如由硫银锗矿_10a_粘合剂-1Ob-复合材料而形成。
[0085]图1显示了，复合材料10或由10形成的功能层还包含聚合物粘合剂10b，该聚合物粘合剂1b用作用于颗粒1a或由其形成的网络的聚合物嵌入材料。聚合物粘合剂1b可以是传导离子的或者不或难以传导离子的。
[0086]图2显示了本发明的方法的实施方案，并且展示了由物料10(其包含设置用于不烧结而形成传导锂离子的网络的无机材料的颗粒10a，例如锂-硫银锗矿颗粒和聚合物粘合剂1b)例如通过一个刮刀20或多个刮刀将复合材料例如以功能层的形式在基材21上形成。
[0087]图2中的箭头展示了，所述复合材料或功能层然后通过压实机22致密化。图2特别显示了，所述致密化特别通过在辊-对-辊方法中使用压延机22的压延而进行。所述复合材料或功能层的致密化可以例如在提高的温度，例如I 80°C至< 200°C的温度范围内进行。
[0088]图3显示了图2中在致密化之前和之后的放大示意截面截取图。图3展示了由于涂覆方法而没有或仅仅微弱地彼此接触的无机颗粒1a通过致密化，例如通过压延而彼此接触。
[0089]图4显示了本发明的锂电池的实施方案的示意截面图。
[0090]图4显示了，所述电池具有阳极(负极)12和阴极(正极)13。其中，阳极11具有阳极集流器14(例如由铜构成)，和阴极12具有阴极集流器15(例如由铝构成)。
[0091]图4显示了，在阳极12和阴极13之间设置层11，其可以有利地用作阳极12或阴极13的保护层，特别是用于避免源自阳极11的枝状晶体的生长。层11因此也可以称为阳极保护层或阴极保护层。此外，在图4中显示的实施方案中的层11用作单个的隔膜。层11因此也可以称为隔膜。这样可以有利地实现高的比能量密度。
[0092]保护层11或隔膜11可以施加在阳极12的朝向阴极13—侧上或者阴极13的朝向阳极12—侧上，或者设置为在阳极12和阴极13之间的单独的或独立式的层。
[0093]对于在图4中显示的锂电池，所述功能层11、12、13中的至少一个，例如保护层11或隔膜11、阳极12和/或阴极13包含本发明的复合材料，例如硫银锗矿-聚合物复合材料(参见图1至3中的10)或者由其形成。
[0094]特别地，所述保护层11或隔膜11可以包含本发明的复合材料，例如硫银锗矿-聚合物复合材料(参见图1至3中的10)或者由其形成。任选地，所述阴极13和/或阳极12另外可以包含本发明的复合材料，例如硫银锗矿-聚合物复合材料(参见图1至3中的10)或者由其形成。
[0095]阳极12当然也可以是锂-金属阳极，即包含金属锂或锂合金或者由其形成的阳极。所述阴极可以例如包含硫或者是氧电极。例如，在图4中显示的锂电池可以是锂-硫电池或锂-氧电池。例如，在图4中显示的锂电池可以构成为干电池和/或薄层电池。
【主权项】
1.制备用于锂电池的传导锂离子的复合材料(10)，特别是传导锂离子的功能层(11，12，13)的方法，其中复合材料(10)或功能层(11，12，13)由物料(10)形成，该物料(10)包含至少一种设置用于不烧结而形成传导锂离子的网络的无机材料的颗粒(1a)和至少一种聚合物粘合剂(I Ob)。2.根据权利要求1的方法，其中所述复合材料(10)或功能层(11，12，13)在低于1000°C的温度下进一步加工，特别是其中所述复合材料(10)或功能层(11，12，13)不进行后烧结。3.根据权利要求1或2的方法，其中所述至少一种设置用于不烧结而形成传导锂离子的网络的无机材料(1a)选自锂-硫银锗矿和含硫的、任选含锗的锂离子导体，特别是锂-硫银锗矿。4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其中所述至少一种设置用于不烧结而形成传导锂离子的网络的无机材料(1a)具有小于或等于20μπι的平均粒径。5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其中所述物料(10)包含基于物料(10)的固体含量计大于或等于60重量%的至少一种设置用于不烧结而形成传导锂离子的网络的无机材料的颗粒(10a)。6.根据权利要求1至5中任一项的方法，其中所述至少一种聚合物粘合剂(1b)是传导锂离子的，特别是其中所述至少一种聚合物粘合剂(1b)包含至少一种锂-导电盐和/或是固有传导锂离子的。7.根据权利要求1至6中任一项的方法，其中所述复合材料(10)或功能层(11，12，13)通过干涂覆方法而形成，其中所述至少一种聚合物粘合剂(1b)是可熔融的和所述物料(10)不含溶剂，特别是其中所述至少一种聚合物粘合剂(1b)是聚氧化乙烯和/或聚偏氟乙烯。8.根据权利要求1至7中任一项的方法，其中使所述复合材料(10)或功能层(11，12，13)致密化，特别是其中在大于或等于80°C至小于或等于200°C的温度下进行所述致密化。9.根据权利要求8的方法，其中所述致密化通过辊对辊方法进行。10.根据权利要求1至9中任一项的方法，其中所述复合材料(10)或功能层(11，12，13)在基材(21)上形成和在阳极(12)或阴极(13)上转层压，或者其中所述复合材料(10)或功能层(11，12，13)在阳极(12)或阴极(13)或隔膜上形成。11.复合材料(10)，其通过根据权利要求1至10中任一项的方法制备。12.复合材料(10)，其包含至少一种锂-硫银锗矿(1a)和至少一种聚合物粘合剂(1b)013.根据权利要求12的复合材料(10)，其中所述至少一种聚合物粘合剂(1b)具有大于或等于10000个重复单元。14.根据权利要求12或13的复合材料(10)，其中所述至少一种聚合物粘合剂(1b)选自聚醚、氟聚合物、多聚糖、固有传导锂离子的聚合物、环氧树脂、聚丙烯酸酯和聚苯乙烯。15.用于锂电池的功能层(11，12，13)，其包含根据权利要求11至14中任一项的复合材料(10) ο16.根据权利要求15的功能层(11，12，13)，其中所述功能层(11，12，13)是阳极保护层(11)和/或阴极保护层(11)和/或特别是单个的隔膜(11)和/或阴极(13)和/或阳极(12)，特别是用于锂-金属-阳极(12)的保护层(11)。17.锂电池或锂电池组，其包含根据权利要求11至14中任一项的复合材料(10)和/或至少一个根据权利要求15或16的功能层(11，12，13)。
【专利摘要】本发明涉及制备用于锂电池的传导锂离子的复合材料（10），特别是传导锂离子的功能层的方法。所述复合材料（10）或功能层由物料（10）形成，该物料（10）包含至少一种设置用于不烧结而形成传导锂离子的网络的无机材料的颗粒（10a）和至少一种聚合物粘合剂（10b）。此外，本发明还涉及这类功能层（11,12,13）、具有其的锂电池和锂电池组以及其用途。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M10/056
【公开号】CN105556730
【申请号】CN201480053168
【发明人】M.韦格纳, J.范努斯, M.滕策
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年9月5日
【公告号】DE102013219602A1, WO2015043917A1