本发明专利技术涉及一种生产阴极的方法，该阴极包含一种包含如下组分的阴极材料：(A)至少一种锂代过渡金属混合氧化物，(B)呈导电晶型的碳，(C)至少一种粘合剂，以及还有(D)至少一种薄膜。该方法特征在于(a)将包含锂代过渡金属混合氧化物(A)、碳(B)和粘合剂(C)的混合物施涂于薄膜(D)，(b)干燥，(c)充分压实至该阴极材料具有的密度为至少1.8g/cm3的程度而得到压实的坯料，以及(d)在按照(c)的压实之后在比粘合剂(C)的熔点或软化点低35℃至比粘合剂(C)的熔点或软化点低最多5℃的温度下热处理。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 本专利技术涉及一种，该阴极包含一种包含如下组分的阴极材料： (A)至少一种锂代过渡金属混合氧化物， (B)呈导电晶型的碳， (C)至少一种粘合剂， 以及还有 (D)至少一种薄膜， 其中 (a)将包含锂代过渡金属混合氧化物（A)、碳（B)和粘合剂（C)的混合物施涂于薄 膜⑶， (b)干燥， (c)压实至该阴极材料具有的密度为至少1. 8g/cm3的程度而得到压实的坯料，以 及 (d)在按照（C)的压实之后在比粘合剂（C)的熔点低35°C至比粘合剂（C)的熔点 低最多5°C的温度下热处理。 最近锂离子电池组在许多应用领域受关注。然而，这些电池组必须满足所需质量 要求。可以改变该电池组的各种成分，例如阳极、阴极、电解质或功率输出引线，以将其改 善。通常特别关注电极以及尤其是阴极。 除了该阴极材料的化学组成外，利用理论上可实现的容量在合适阴极材料的选择 中是重要因素。已经观察到这在就能量密度而言，例如就以g活性材料/m 2计的高电极载 荷而言优化的电池组中通常无法实现。此外，功率承载能力通常不是最佳。 因此，本专利技术的目的是要提供具有特别高容量和功率承载能力的阴极。另一目的 是要提供一种生产具有特别高容量，尤其是以g活性材料/m 2计的高电极载荷和高功率承 载能力的阴极的方法。 因此，我们发现了开头所定义的方法，也简称为本专利技术方法。 已经发现不仅具有高容量的阴极材料的选择是重要的，还重要的是加工该阴极材 料以得到具有有利/高功率承载能力的阴极，甚至在每单位面积高容量或电极载荷下，后 者以A.h/m 2或g/m2测量。 为了实施本专利技术方法，使用下列原料： (A)至少一种锂代过渡金属混合氧化物，也简称为混合氧化物（A)， ⑶呈导电晶型的碳，也简称为碳⑶， (C)至少一种粘合剂，也简称为粘合剂（C)，以及还有 (D)至少一种薄膜，也简称为薄膜（D)。 下面更详细定义混合氧化物（A)、碳（B)、粘合剂（C)和薄膜（D)。 混合氧化物（A)可以选自具有片状结构的锂代（含锂）过渡金属混合氧化物、具 有尖晶石结构的锂代过渡金属混合氧化物和具有橄榄石结构的锂代过渡金属磷酸盐，例如 LiFeP0 4和 LiMn i-hFeJOj 其中 0 彡 h 彡 0? 55)，尤其是 LiMnP04。 在本专利技术的实施方案中，混合氧化物（A)选自锂代含锰过渡金属混合氧化物，优 选Mn含量基于总过渡金属为至少35mol%，特别优选至少50mol%的那些。 在本专利技术的实施方案中，混合氧化物（A)选自Mn含量基于总过渡金属为至多 80mol %的锂代含锰过渡金属混合氧化物，例如具有片状结构或尖晶石结构的那些，特别优 选具有片状结构且Mn含量为至多70mol %的锂代过渡金属混合氧化物。 对本专利技术而言，"过渡金属的含量"是过渡金属离子的含量，锰的含量或锰含量在 每种情况下为锰离子的含量。在其他过渡金属的情况下以及在锂的情况下类似。 在本专利技术的优选实施方案中，混合氧化物（A)选自镍含量基于总过渡金属为至多 25mol %的锂代含Mn尖晶石，特别优选镍含量为20-25mol %的锂代含Mn尖晶石。 在本专利技术的优选实施方案中，混合氧化物（A)选自具有片状结构且包含锰及至少 一种选自钴和镍的其他过渡金属的锂代混合氧化物。在本专利技术的优选实施方案中，混合氧 化物（A)非常特别优选选自具有片状结构且包含锰、钴和镍以及可以被掺杂或未被掺杂的 锂代混合氧化物。 具有片状结构的合适混合氧化物为LiMn02，尤其是通式（I)的那些： Li(1+y)(1_y)02 (I)其中 y 为 0-0.3,优选 0.05-0. 2， c 为 0? 35-0. 8,优选 0? 45-0. 7,特别优选 0? 5-0. 68， a为 0.1-0. 5,和 b为0-0. 5且优选小于a，特别优选至多0. 3且小于a，非常特别优选0. 1-0. 25且 小于a，以及 a+b+c= 1。 具有尖晶石结构的合适混合氧化物尤其为通式（II)的那些： Li1+tM2_t04_d (II) 其中各变量如下所定义： d为 0_0? 4， t为0_0?4， 其中大于35mol %，优选大于50mol %的M为猛。最多65mol %的其他元素M为一 种或多种元素周期表第3-12族金属，例如Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Zn、Mo,优选Co和Ni，尤其 是Ni。 混合氧化物（A)优选以颗粒形式存在。这些颗粒例如可以呈初级颗粒的附聚体形 式。初级颗粒例如可以具有的平均直径（D50)为10nm-lym，尤其是100-500nm。附聚体例 如可以具有的平均直径为1-30 y m，优选2-20 y m。 碳⑶优选选自碳黑、石墨、石墨烯和碳纳米管。 石墨的实例是矿物和合成石墨，但还有膨胀石墨和插层石墨。 碳黑例如可以选自灯黑、灶黑、焰黑、热裂碳黑、乙炔黑、工业碳黑和炉黑。碳黑可 以包含杂质，例如烃类，尤其是芳族烃类，或含氧化合物或含氧基团，例如0H基团。此外，含 硫或含铁杂质在碳黑中也是可能的。在另一方案中，使用改性碳黑或改性石墨，例如具有羟 基、环氧基、酮基或羧基的碳黑或石墨。 碳黑例如可以具有的初级颗粒的平均粒径（D50)为10-300nm，优选30-100nm。 在本专利技术的实施方案中，碳黑可以以直径（D50)优选不超过100ym，特别优选 10 ym的附聚体形式使用。在一个实施方案中，选取附聚体形式的碳黑，其中直径大于 100 ym的附聚体比例例如根据筛分析测定为小于1重量％。 在本专利技术的实施方案中，导电的含碳材料为碳纳米管。碳纳米管（简称CNT)，例如 单壁碳纳米管（SW CNT)和优选多壁碳纳米管（MW CNT)本身是已知的。其生产方法以及一 些性能例如由 A. Jess 等描述于 Chemie Ingenieur Technik 2006, 78,94-100 中。 在本专利技术的实施方案中，碳纳米管具有0. 4-50nm，优选l-25nm的直径。 在本专利技术的实施方案中，碳纳米管具有10nm-lmm，优选100-500nm的长度。 对本专利技术而言，术语石墨烯是指具有与石墨单层类似的结构的近乎理想地或理想 地呈二维六边形的碳晶体。 粘合剂（C)选自有机（共）聚合物。合适的（共）聚合物，即均聚物或共聚物，例 如可以选自可以通过阴离子、催化或自由基（共）聚合得到的（共）聚合物，尤其是聚乙烯、 聚丙烯腈、聚丁二烯、聚苯乙烯和至少两种选自如下的共聚单体的共聚物：乙烯、丙烯、苯乙 烯、（甲基）丙烯腈和1，3-丁二烯。聚丙烯也合适。其他合适的聚合物是聚异戊二烯和聚 丙烯酸酯。特别优选聚丙烯腈以及还有卤代（共）聚合物，尤其是氟代（共）聚合物。 对本专利技术而言，术语聚丙烯腈不仅包括聚丙烯腈均聚物，而且包括丙烯腈与 1，3- 丁二烯或苯乙烯的共聚物。特别优选聚丙烯腈均聚物。 对本专利技术而言，术语聚乙烯不仅包括均聚乙烯，而且包括乙烯共聚物，后者包含至 少50mol%的共聚形式的乙烯和至多50mol%至少一种其他共聚单体，例如a -烯径，如丙 稀、丁稀（1- 丁稀）、1-己稀、1-辛稀、1-癸稀、1-十二碳稀、1-戊稀，还有异丁稀，乙烯基芳 烃如苯乙烯，还有（甲基）丙烯酸，乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，（甲基）丙烯酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产阴极的方法，所述阴极包含一种包含如下组分的阴极材料：(A)至少一种锂代过渡金属混合氧化物，(B)呈导电晶型的碳，(C)至少一种粘合剂，以及还有(D)至少一种薄膜，其中(a)将包含锂代过渡金属混合氧化物(A)、碳(B)和粘合剂(C)的混合物施涂于薄膜(D)，(b)干燥，(c)压实至该阴极材料具有的密度为至少1.8g/cm3的程度而得到压实的坯料，以及(d)在按照(c)的压实之后在比粘合剂(C)的熔点低35℃至比粘合剂(C)的熔点低最多5℃的温度下热处理。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·施勒德勒，M·舒尔茨多布里克，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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