大气等离子体应用的将金属涂覆到锂二次电池电极材料上制造技术

锂二次电池单元的正或负电极材料的颗粒层使用用于沉积电极材料颗粒的大气等离子体实践被沉积在多孔隔离体层或者集流体膜上。在沉积步骤之前，非金属电极材料颗粒被涂覆有较小的单质金属颗粒。单质金属在电极的操作中与颗粒电极材料相容，并且金属颗粒在大气沉积步骤期间部分熔化以便使得电极材料颗粒在多孔层中结合到基体且彼此结合以便用液体含锂离子的电解质渗透。并且，在颗粒上的金属涂层在电池单元操作期间为电极层提供了适当的导电性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及使用大气等离子体以在制造锂二次电池的电池单元部件中在电池单元构件表面上形成电极材料薄层。更具体地，本公开涉及用较小的单质金属颗粒涂覆阳极材料和阴极材料的颗粒以准备在集流体层或者多孔隔离体层上沉积涂覆有金属颗粒的电极材料颗粒的方法。在通过大气等离子体沉积电极材料颗粒期间，金属颗粒熔化以便使得电极颗粒在多孔层中彼此结合并结合到电池单元构件基体以便在组装的电池单元中被液体含锂离子的电解质渗透。金属涂层也为阳极或阴极层提供导电性。
技术介绍
发现锂离子电池单元组件在机动车辆中提供原动力方面应用增加。锂硫电池单元也是这种应用的候选者。电池的每个锂离子电池单元均能够基于电池单元中的电极材料的成分和质量提供大约3-4伏特的电势和直流电。电池单元能够在多个循环期间被放电和再充电。通过以电并联和串联连接的组合方式结合适当数量的单个电池单元来组装电池以应用来满足特定电动马达的电压和电流需求。在电动车辆的锂离子电池应用中，组装的电池可以例如包括高达三百个单独封装的电池单元，其被电气互连以便提供四十到四百伏特和足够的电功率至电力牵引马达以驱动车辆。电池产生的直流可以被转换成交流以用于更有效率的马本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成锂二次电池单元的电极材料的方法，包括：提供锂二次电池单元的阳极电极材料或阴极电极材料的非金属颗粒，所述颗粒具有在大约一至大约五十微米范围内的最大尺寸；通过在电极材料颗粒的表面上施加金属化合物并将金属化合物化学还原成单质金属颗粒，在电极材料的非金属颗粒的表面上形成预定重量的单质金属颗粒；以及，之后将涂覆有金属颗粒的电极材料颗粒插入到大气等离子体流中以便引导涂覆有金属颗粒的电极材料颗粒并将其以连续层沉积在电池单元基体层上，电池单元基体层是锂二次电池单元的结构构件，基体层是多孔隔离体层或金属集流体层，沉积的颗粒层的厚度高达大约200微米，并且由大气等离子体在沉积的颗粒中产生的温度导致金属颗粒...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成锂二次电池单元的电极材料的方法，包括：提供锂二次电池单元的阳极电极材料或阴极电极材料的非金属颗粒，所述颗粒具有在大约一至大约五十微米范围内的最大尺寸；通过在电极材料颗粒的表面上施加金属化合物并将金属化合物化学还原成单质金属颗粒，在电极材料的非金属颗粒的表面上形成预定重量的单质金属颗粒；以及，之后将涂覆有金属颗粒的电极材料颗粒插入到大气等离子体流中以便引导涂覆有金属颗粒的电极材料颗粒并将其以连续层沉积在电池单元基体层上，电池单元基体层是锂二次电池单元的结构构件，基体层是多孔隔离体层或金属集流体层，沉积的颗粒层的厚度高达大约200微米，并且由大气等离子体在沉积的颗粒中产生的温度导致金属颗粒的充分瞬间熔化以便在电极材料颗粒的表面上提供金属涂覆部位，其将电极材料的非金属颗粒在多孔电极材料层中结合到彼此并结合到基体层，金属涂覆部位也提供沉积的多孔电极材料层中的导电性。2.如权利要求1所述的形成电极材料的方法，其中形成在电极材料颗粒的表面上的单质金属颗粒的重量大于电极材料颗粒和沉积的单质金属颗粒的总重量的大约百分之五重量百分比。3.如权利要求1所述的形成电极材料的方法，其中形成在电极材料颗粒的表面上的单质金属颗粒的重量处于从电极材料颗粒和沉积的单质金属颗粒的总重量的大约百分之五重量百分比至大约百分之六十重量百分比的范围内。4.如权利要求1所述的形成电极材料的方法，其中电极材料颗粒用于锂离子电池单元或锂硫电池单元的阳极，并且包括选自包含以下各项的组的一种或更多种成分：硅、硅合金、SiOx、锂-硅合金、石墨和钛酸锂。5.如权利要求4所述的形成电极材料的方法，其中沉积在阳极材料颗粒上的单质金属颗粒是选自包含以下各项的组的金属：铜、银、金、镍、钯、铂和锡。6.如权利要求1所述的形成电极材料的方法，其中电极材料颗粒用于锂离子电池单元的阴极，并且包括选自包含以下各项的组的一种或更多种成分：锂-锰-氧化物颗粒、锂-镍-氧化物颗粒和锂-钴氧化物颗粒。7.如权利要求6所述的形成电极材料的方法，其中沉积在阴极材料颗粒上的单质金属颗粒是选自包含以下各项的组的金属：铝、铟、铊、钛、锆、铪、镍、钯、铂、银和金。8.如权利要求1所述的形成锂二次电池单元的电极材料的方法，其中通过将金属化合物的化合物颗粒沉积在电极材料颗粒上、氧化沉积的颗粒以形成金属氧化物颗粒并且将金属氧化物颗粒化学还原成单质金属颗粒，单质金属颗粒被沉积在非金属电极材料颗粒上。9.如权利要求1所述的形成锂二次电池单元的电极材料的方法，其中通过在电极材料颗粒的表面上形成金属化合物的鳌合络合物并且化学还原金属化合物以便将来自鳌合络合物的金属的颗粒沉积到非金属电极材料的颗粒的表面上，单质金属颗粒被沉积在非金属电极材料的颗粒上。10.如权利要求1所述的形成阳极或阴极电极材料的方法，其中涂覆有金属颗粒的电极材料颗粒通过使用大气等离子体被沉积到多孔聚合物或陶瓷隔离体层上。11.如权利要求1所述的形成阳极或阴极电极材料的方法，其中涂覆有金属颗粒的电极材料颗粒通过使用大气等离子体被沉积到金属集流体层上。12.一种形成锂二次电池单元的电极材料的方法，包括：提供作为锂二次电池单元的阳极电极材料的钛酸锂颗粒，钛酸锂颗粒具有在大约一至大约五十微米范围内的最大尺寸；通过在钛酸锂颗粒上...

【专利技术属性】
技术研发人员：S邓，XQ盖登，Q吴，Z于，H刘，D孔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US