制备阴极的方法技术

本发明专利技术提供了一种蓄电池阴极，所述蓄电池阴极通过以下方法制备：混合电化学活性阴极材料、石墨、水和水基粘合剂以提供混合物。将所述混合物连续挤出形成阴极。然后从所述阴极中去除水。将所述阴极切割成单个的片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及制备蓄电池阴极的方法，并且更具体地设及用于制备蓄电池的方法。
技术介绍
电化学电池或蓄电池通常用作电能来源。电池包括通常称作阳极的负电极和通常 称作阴极的正电极。阳极含有可被氧化的活性材料；阴极包含或消耗可被还原的活性材料。 阳极活性物质能够还原阴极活性物质。分隔体设置在阳极和阴极之间。运些组件设置在金 属罐内。 当使用蓄电池作为装置中的电能来源时，阳极与阴极发生电接触，使电子流过装 置，并且允许发生各自的氧化和还原反应W提供电能。与阳极和阴极接触的电解质含有流 过位于电极之间的分隔体的离子，W在放电期间保持蓄电池整体的电荷平衡。 需要改善用于。一种典型的阴极制备方法是将阴极压制成粒料。 然后将一系列粒料堆叠并插入罐中W形成阴极。运种技术需要多个制备步骤。 之前已经进行过挤出阴极的尝试。然而，运些尝试需要在挤出过程中有附加结构 的支撑W提供具有所需完整性的阴极，用于进一步装配成电池。
技术实现思路
本专利技术设及制备蓄电池阴极的方法。该方法包括混合电化学活性阴极材料、石墨、 水和水基粘合剂W提供混合物的步骤。将混合物连续挤出形成阴极。从阴极中去除水。将 阴极切割成单个阴极。 本专利技术设及制备蓄电池的方法。该方法包括W下步骤：通过混合电化学活性阴极 材料、石墨、水和水基粘合剂W提供混合物来制备阴极。将混合物连续挤出形成阴极。从阴 极中去除水。将阴极切割成单个阴极。将阴极插入罐中。将分隔体插入罐中。将集流体插 入罐中。将阳极插入罐中。将电解质插入罐中。将罐密封。【附图说明】 本专利技术一个或多个实施例的细节阐述于附图和W下说明中。从本说明书、附图W 及权利要求书可见本专利技术的其它特征、对象和优点。 图1示出用于阴极制备的方法。 图2示出待挤出的混合物的塑性变形图。 图3示出阴极的横截面构型。 图4示出用于蓄电池制备的方法。【具体实施方式】 现在参见图1，其示出了用于阴极制备的方法。该方法在混合步骤150中混合电化 学活性阴极材料110、石墨120、水130和水性粘合剂140W形成混合物155。然后将混合 物155连续挤出160形成阴极165。从阴极165中去除水170。切割180阴极165W形成 单个阴极或片185。 将电化学活性阴极材料110、石墨120、水130和水性粘合剂140插入混合装置并 混合W形成混合物。水性粘合剂140可为溶液形式或粉末形式。 电化学活性阴极材料110可包括儘氧化物、二氧化儘、电解二氧化儘（EMD)、化学 二氧化儘（CMD)、高功率电解二氧化儘（HP EMD)、A二氧化儘、W及它们的混合物。其它 电化学活性阴极材料包括但不限于氧化银、氧化儀、径基氧化儀、氧化铜、氧化祕、高化合价 儀、它们的合金、W及它们的混合物。氧化儀可包括径基氧化儀、径基氧化钻涂覆的径基氧 化儀、脱裡的层状裡儀氧化物、W及它们的组合。径基氧化儀可包括0 -径基氧化儀、丫 -径 基氧化儀、和/或6-径基氧化儀和/或丫-径基氧化儀的共生物。径基氧化钻涂覆的径 基氧化儀可包括径基氧化钻涂覆的P-径基氧化儀，径基氧化钻涂覆的T-径基氧化儀，和 /或0-径基氧化儀和丫-径基氧化儀的径基氧化钻涂覆的共生物。氧化儀可包括具有化 学通式LiixHyNi〇2的部分脱裡的层状氧化儀，其中0.Kx<0. 9且0. 1勺<0. 9。高化合价儀可 例如包括四价儀。 优选的电化学活性阴极材料110为二氧化儘，其具有至少约91重量％的纯度。由 于电解二氧化儘（EMD)具有高密度并且可方便地用电解方法W高纯度获得，所W电解二氧 化儘是电化学电池优选的二氧化儘形式。化学二氧化儘（CMD)是一种化学合成的二氧化 儘，也已经被用作包括碱性电池和重型电池的电化学电池中的电化学活性阴极材料。 阳017] EMD通常由硫酸儘和硫酸的浴的直接电解来制造。EMD的制造方法及其性质可见 于KarlV.Kordesch编辑的Batteries,MarcelDekke;r，Inc.(New化rk)，第 1 卷（1974 年），第433至488页。CMD通常通过本领域已知的方法如"Sedema方法"来制备，该方法是 一种化学方法，公开在美国专利2, 956, 860 (Welsh)中。电池级Mn〇2可经由Sedema方法来 制备，该方法通过使用MnS〇4和碱金属氯酸盐（优选化ClO3)的反应混合物进行。二氧化儘 白勺会圣妻肖商包括Tronox、Erachem、Tosoh、DeltaMan邑anese、臥及Xian邑tan。 在要求非常低的电池变形或者没有电池变形的蓄电池中，可使用高功率化巧EMD。 优选地，高功率电解二氧化儘具有至少1. 635的开路电压（OCV)。合适的高功率电解二氧化 儘能够W商品名化曲Drain从Tronox商购获得。 在阴极中包含石墨W允许电子流过阴极。可使用膨胀石墨和天然石墨。阴极中石 墨的量优选地是相对低的，例如少于8%，或者甚至少于6%，例如2%至5%。较低的石墨 含量能够在阴极内包括较高含量的活性材料，不会增加电池体积或减少空隙体积（必须将 其保持在一定水平或一定水平之上W防止在电池内产生气体时，内部压力升得过高）。可从 例如Timcal获取合适的膨胀石墨。其它合适的石墨包括石墨締和纳米纤维石墨。 一般来讲，优选的是阴极基本上不含非膨胀石墨。虽然非膨胀石墨颗粒为阴极成 形设备提供润滑性，但运类石墨比膨胀石墨的导电性要小得多，因此要获得同样的阴极导 电性必需使用更多的量。虽然不是优选的，阴极可包含低含量的非膨胀石墨，然而运将不利 于在保持特定阴极导电性的同时获得减小的石墨浓度。 优选地是，混合物中的水量在10%至20%的范围内。可改变水量W使混合物易于 挤出。 水性粘合剂140在电化学活性阴极材料110存在下将是稳定的。水性粘合剂140 在水中将具有最小的溶胀性能。在水中的最小溶胀性能最小化了挤出的阴极的体积，提供 了相对致密的阴极。此外，最小化水性粘合剂140的溶胀量最大化阴极中的电化学活性阴 极材料110的量。一种优选的水性粘合剂140是径丙基甲基纤维素（HPMC)。其它水性粘合 剂140包括聚丙締酸醋和PVOH。优选地，粘合剂在水中具有不超过约10%，更优选地不超 过约5%，最优选地不超过约3%的溶胀。 阴极中的水性粘合剂的量优选地是相对低的，例如少于3%，优选地少于2%，优 选地0. 2%至2%，更优选地0. 4%至1. 2%。较低的水性粘合剂含量使得阴极内能够包含 较高含量的活性材料。 混合物也可包含其它添加剂。其它阴极添加剂的示例描述于例如美国专利 5, 698, 315、5, 919, 598和5, 997, 775W及美国专利申请10/765, 569中。混合物也可包含其 它材料。在运些附加材料存在下，粘合剂的粘结能力不应受到不利影响或抑制。例如阴极 可包括电解质组分诸如氨氧化钟。如果阴极内包含氨氧化钟，那么氨氧化钟浓度应不超过 7%，否则粘合剂将丧失其粘结能力。粘合剂不溶于浓度小于7%的氨氧化钟。阴极也可包 括表面活性剂。表面活性剂将需要与粘合剂相容W不对粘结能力造成不利影响。合适的表 面活性剂的示例包括但不限于阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、W及它们的组合。合适的表面活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备蓄电池阴极的方法，所述方法包括：混合电化学活性阴极材料、石墨、水和水基粘合剂以提供混合物；将所述混合物连续挤出形成阴极；从所述阴极中去除水；以及将所述阴极切割成单个阴极。

【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·G·阿瓦德，
申请(专利权)人：吉列公司，
类型：发明
国别省市：美国;US