用于制造用于锂离子电池的导电颗粒膜和锂离子电池的过程制造技术

本发明专利技术涉及用于在衬底上形成颗粒膜的过程。优选地，交错以优化膜厚度均匀性的一系列电晕枪被定向在缓慢平移的接地衬底的两侧（分别用于阳极或阴极的铜或铝）上。优选地，稍微加热衬底以引起粘合剂流动，并且通过进一步引起熔融并改善膜均匀性的一组热辊。片材被收集在辊上或可以原位组合并卷成单体电池。本发明专利技术还涉及通过本发明专利技术的过程所形成的产品，并且特别是电池。

Process for manufacturing conductive granular films and lithium-ion batteries for lithium ion batteries

The present invention relates to a process for forming a granular film on a substrate. Preferably, a series of corona guns interleaved to optimize film thickness uniformity are directed on both sides of the slowly shifting ground substrate (for copper or aluminum on the anode or cathode), respectively. Preferably, a group of hot rolls that slightly heats the substrate to cause adhesive flow, and further induces melting and improves film uniformity. Sheets are collected on the roll or can be assembled in situ and rolled into a single cell. The invention also relates to products formed by the process of the invention, and in particular batteries.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造用于锂离子电池的导电颗粒膜和锂离子电池的过程
本专利技术涉及导电颗粒膜，并涉及用于诸如通过静电沉积制造导电颗粒膜的方法。
技术介绍
尽管已经关于新的电池材料——特别是关于锂离子插层材料——已经进行了大量的研究，但是膜沉积方法保持相对不变。一旦获取阳极或阴极粉末材料，则常规的沉积涉及产生包含插层、导电和粘合剂颗粒的适当混合物的浆料。然后将浆料涂布到合适的电极金属片材上，其随后被加热以用于溶剂蒸发并转移到受控气氛（atmosphere）中以装配到电池中。该多个步骤过程是耗时、昂贵且足够劳动密集的，使得外包生产是长期财务可行性的必需品。作为针对用于锂离子电池的浆料涂布过程的潜在替代品，仅研究了其他几种方法。其中一些相对昂贵，诸如脉冲激光沉积、气相沉积和溅射。其他更经济可行的选项包括静电喷雾沉积（ESD）（CHChen等人，SolidStateIonics86：1301-1306,1996）和电泳沉积（EPD）（H.Mazor等人，J.PowerSources198：264-272，2012）。这些方法包括液相，从而确保多步法。ESD涉及带电前体溶液液滴的静电沉积，其在热的接地衬底上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成导电颗粒膜的过程，包括：将导电颗粒与粘合剂混合以形成混合物；使混合物雾化；将电荷施加到气雾混合物；将电阻热施加到接地的衬底；和通过空气动力或静电相互作用将混合物涂敷到经加热且接地的衬底，从而形成导电颗粒膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.27 US 62/0688301.一种用于形成导电颗粒膜的过程，包括：将导电颗粒与粘合剂混合以形成混合物；使混合物雾化；将电荷施加到气雾混合物；将电阻热施加到接地的衬底；和通过空气动力或静电相互作用将混合物涂敷到经加热且接地的衬底，从而形成导电颗粒膜。2.根据权利要求1所述的过程，其中所述衬底是加热到所述粘合剂的熔点以上的金属箔。3.根据权利要求1所述的过程，其中所述导电颗粒包括阳极或阴极材料。4.根据权利要求3所述的过程，其中所述阳极或阴极材料包括碳、钛酸锂、锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物、磷酸铁锂或磷酸铁锂锰中的至少一种。5.根据权利要求1所述的过程，其中所述电荷通过电晕枪或通过摩擦带电而施加到所述导电颗粒。6.根据权利要求1所述的过程，其中所述粘合剂选自包括如下项的组：PVDF、PTFE和SBR。7.根据权利要求1所述的过程，其中将导电颗粒与粘合剂混合包括共同雾化。8.根据权利要求1所述的过程，其中将混合物涂敷到膜包括卷到卷沉积系统，其中颗粒在多个流中沉积。9.根据权利要求1所述的过程，其中所述过程是连续过程。10.根据权利要求1所述的过程，其中所述导电颗粒通过如下项中的至少一个而与粘合剂混合：使用转盘式粉尘发生器或流化床分散器将作为干粉的粘合剂共同雾化；将粘合剂溶解在溶剂中，将溶解的粘合剂汽化成微滴，并与作为气雾的颗粒混合；或使粘合剂蒸发并使蒸发的粘合剂凝结在颗粒上。11.根据权利要求1所述的过程，其中所述颗粒混合物同时沉积在所述衬底的两侧上。12.根据权利要求1所述的过程，其中电流通过在涂布之前或涂布之后的与所述衬底紧密接触的两个或更多个辊递送到所述箔。13.根据权利要求12所述的过程，其中电流通过所述金属箔的未涂布部分递送，通过所述涂布提取，并且随后到金属辊中。14.根据权利要求13所述的过程，其中所述电流使用导电刷或导电轴承进入和离开所述金属辊。15.根据权利要求1所述的过程，还包括通过同时将所述衬底压靠着金属辊并使电流通过所述衬底的与所述金属辊直接接触的部分来压延所述颗粒膜。16.一种通过权利要求1的过程形成的锂离子电池。17.根据权利要求16所述的锂离子电池，其中所述阳极和阴极同时形成并立即缠绕成电池。18.根据权利要求16所述的锂离子电池，还包括缠绕有阳极和阴极的隔板。19.根据权利要求18所述的锂离子电池，其中所述隔板是通过静电粉末涂布直接涂敷到阳极或阴极的顶部的聚合物粉末或来自单独卷的塑料片材。20.一种用于形成导电颗粒膜的系统，包括：混合器，其用于将导电颗粒与粘合剂组合以形成混合物；雾化器，其用于使混合物雾化；电气带电设备，其用于使气...

【专利技术属性】
技术研发人员：D法勒斯，JS费兰托，
申请(专利权)人：龙腾能源公司，
类型：发明
国别省市：美国,US