受保护电极结构和方法技术

本发明专利技术公开了电极结构及其生产方法。所公开的电极结构可通过将第一剥离层沉积于第一载体基质上而生产。可将第一保护层沉积于第一剥离层的表面上，然后可将第一电活性材料层沉积于第一保护层上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 专利
公开的实施方案涉及受保护电极结构及其生产方法。 背景 可再充电和初级电化学电池通常包含保护层以保护电活性表面。取决于具体保护 层，保护层隔离下面电活性表面以防与电化学电池内的电解质和/或其它组分相互作用。 为提供对下面电极的合适保护，理想的是保护层连续地覆盖下面电极并显示出最小数目的 缺陷。尽管存在形成保护层的技术，但容许形成会改进电化学电池的性能的保护层的方法 是有利的。 概述 本专利技术提供受保护电极结构及其生产方法。在一些情况下，本申请的主题涉及相 关结构和方法、特定问题的可选解决方法和/或该结构的多种不同用途。 在一个实施方案中，方法可包括：提供第一载体基质；将第一剥离层（release layer)沉积于第一载体基质上，其中第一剥离层与第一载体基质相背的（opposite)表面 的平均峰-谷粗糙度为约0. 1ym至约1ym;将第一保护层沉积于第一剥离层的表面上；和 将第一电活性材料层沉积于第一保护层上。 在另一实施方案中，方法可包括：提供第一载体基质，将第一剥离层沉积于第一载 体基质上，其中第一剥离层与第一载体基质相背的表面的平均峰-谷粗糙度为约〇. 1ym至 约1ym且其中第一剥离层具有大于或等于约2ym的厚度；将第一保护层沉积于第一剥离 层的表面上；和将第一电活性材料层沉积于第一保护层上，其中第一剥离层与第一保护层 之间的粘合强度大于第一剥离层与第一载体基质之间的粘合强度。 在另一实施方案中，方法可包括：提供第一载体基质；将第一剥离层沉积于第一 载体基质上，其中第一剥离层包含聚合物凝胶；将第一保护层沉积于第一剥离层的表面上， 其中第一剥离层的厚度大于基质的平均峰-谷粗糙度；和将第一电活性材料层沉积于第一 保护层上。 在又一实施方案中，电极结构可包含第一载体基质和置于第一载体基质上的第一 剥离层。第一保护层可置于第一剥离层上。第一剥离层与第一保护层之间的界面的平均 峰-谷粗糙度可以为约〇. 1ym至约1ym。第一电活性材料层可置于第一保护层上。 在另一实施方案中，电极结构可包含第一剥离层和置于第一剥离层上的基本连续 保护层。保护层的平均峰-谷粗糙度可以为约〇. 1ym至约1iim。另外，保护层的厚度可以 为约0. 1ym至约2ym。第一电活性材料层可置于保护层上。 在又一实施方案中，电极结构可包含第一剥离层和置于第一剥离层上的第一保护 层。第一电活性材料层可置于第一保护层上。第一保护层与第一电活性材料层之间的界面 的平均峰-谷粗糙度可以为约0. 1ym至约1ym。 在又一实施方案中，电极结构可包含第一载体基质和置于第一载体基质上的第一 剥离层。第一剥离层可具有大于或等于约2ym的厚度。第一保护层可置于第一剥离层上。 第一剥离层与第一保护层之间的界面的平均峰-谷粗糙度可以为约〇. 1ym至约1ym。第 一电活性材料层可置于第一保护层上。第一剥离层与第一保护层之间的粘合强度大于第一 剥离层与第一载体基质之间的粘合强度。 应当理解前述概念和下文讨论的其它概念可以以任何合适的组合配置，因为就这 方面而言，本公开内容不受限。 本专利技术的其它优点和新特征在连同附图一起考虑时从以下关于本专利技术各个非限 定性实施方案的相比描述中获悉。如果本说明书和通过引用并入的文件包括相矛盾和/或 不一致的公开内容，则应以本说明书为准。如果通过引用并入本文中的两个或者更多个文 件包括彼此相矛盾和/或不一致的公开内容，则应以具有稍后的有效日期的文件为准。 附图简述 附图不意欲按比例绘制。在图中，各图中阐述的各个相同或几乎相同的组件由类 似的数字表示。为了清楚，每个图中没有标记每一个组件。在图中： 图1A为根据一组实施方案沉积到下面电活性材料层上的保护层的图示； 图1B为根据一组实施方案沉积到下面电活性材料层上的保护层的图示； 图2A为根据一组实施方案沉积到剥离层和载体基质上的电极结构的图示； 图2B为根据一组实施方案具有分层的载体基质的图2A电极结构的图示； 图2C为根据一组实施方案具有分层的载体基质和剥离层的图2A电极结构的图 示； 图2D为根据一组实施方案包含集电器的电极结构的图示； 图3为在根据一组实施方案层压以前电极结构的两个部分的图示； 图4为根据一组实施方案在层压期间电极结构的两个部分的图示； 图5为在根据一组实施方案层压以后组合电极结构的图示； 图6为根据一组实施方案在层压以前包含集电器的电极结构的两个部分的图示； 图7为根据一组实施方案在层压期间包含集电器的电极结构的两个部分的图示； 图8为根据一组实施方案在层压以后包含集电器的组合电极结构的图示； 图9为根据一组实施方案生产电极结构的方法的代表性流程图； 图10A显示根据一组实施方案包含聚合物层、氧化锂层和锂金属层的电极结构的 剖视图； 图10B显示根据一组实施方案包含聚合物层、氧化锂层和锂金属层的电极结构的 剖视图； 图10C显示在直接沉积于锂金属基质上以后具有大量裂纹和缺陷的氧化锂层的 顶视图； 图11A显示包含沉积于锂层上的陶瓷层的电极结构的剖视图；和 图11B显示根据一组实施方案包含沉积于聚合物层上的氧化锂层的电极结构的 剖视图。 详述 专利技术人认识到理想的是降低电极结构的一个或多个保护层的厚度以降低电池内 电阻并提高电极结构并入其中的最终电化学电池的额定容量（ratecapability)。然而，尽 管理想的是降低一个或多个保护层的厚度，理想的还有保持一个或多个保护层的完整性。 为提供具有足够完整性的基本连续保护层，保护层厚度通常大于下面基质的平均粗糙度。 该概念说明性地显示于图1A-1B中。当保护层6直接沉积于下面基质1上且保护层的厚度 小于下面基质的粗糙度时，保护层不是基本连续的，如图1A所述。相反，当保护层厚度大于 约下面基质1的粗糙度时，形成基本连续保护层6,如图1B所示。 鉴于上文，为提供较薄的保护层，专利技术人认识到理想的是降低一个或多个保护层 沉积于其上的下面基质的表面粗糙度。在形成电极结构的典型方法中，保护层通常沉积于 电活性层上且保护层的厚度至少部分地受电活性材料层的粗糙度影响。然而，由于考虑到 如材料层厚度、制备方法和其它合适的考虑，通常难以得到在用于下面电活性材料层的特 定阈值以下的表面粗糙度。例如，箱或真空沉积层形式的金属锂通常显示出特征是约lym 至约2ym的峰-谷差的较粗糙表面。因而，关于在直接沉积于电活性材料层上时可制备多 薄的基本连续保护层存在限制，因为关于可制备如何光滑的下面电活性材料层表面存在限 制。 由于关于可制备如何光滑的电活性材料层表面的限制，专利技术人认识到将保护层沉 积在具有比电活性材料层更低的表面粗糙度的独立层（separatelayer)上的益处。当沉 积于具有较低表面粗糙度的该独立层上时，可得到比在直接沉积于电活性材料层上时可得 到的更薄的基本连续保护层。在一组实施方案中以及如下文更详细地描述，独立层为位于 载体基质上的剥离层。取决于实施方案，在形成保护层以后，相应的电活性材料层可与保护 层结合或者沉积在保护层上以提供所需电极结构。如下文中更详细地描述，其它层（例如 其它保护层）也可存在于保护层与电活性材料层之间。 为了清楚，本文所述结构称为电极结构。然而，电极结构可以指电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：提供第一载体基质；将第一剥离层沉积在第一载体基质上，其中第一剥离层与第一载体基质相背的表面的平均峰‑谷粗糙度为约0.1μm至约1μm；将第一保护层沉积在第一剥离层的表面上；和将第一电活性材料层沉积在第一保护层上。

【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：Y·V·米哈伊利克，M·G·拉勒米，J·J·C·科佩拉，
申请(专利权)人：锡安能量公司，
类型：发明
国别省市：美国;US