用于锂-硫电池的PEO-PVA基粘合剂制造技术

在形成用于锂‑硫电池单元的阴极时，通常期望通过树脂结合硫基阴极材料的颗粒作为合适的金属集电体表面上的多孔阴极材料层以形成阴极。据发现，使用溶解于水的聚环氧乙烷和聚乙烯醇的共聚物提供了容易铺展到集电体表面上以形成均匀的多孔阴极材料颗粒层的树脂颗粒浆料。并且当水分蒸发时，共聚物结合的硫基颗粒涂覆的阴极在组装的锂‑硫电池中很好地发挥作用。

PEO-PVA based adhesives for lithium-sulphur batteries

When forming cathodes for lithium-sulphur battery units, it is usually expected that sulfur-based cathode material particles bound by resins will be used as a porous cathode material layer on the surface of a suitable metal collector to form a cathode. It has been found that the use of water-soluble copolymers of polyethylene oxide and polyvinyl alcohol provides resin granular slurries that can easily spread onto the collector surface to form uniform granular layers of porous cathode materials. And when water evaporates, the copolymer-bound sulfur-based particles coated cathode plays a good role in the assembled lithium-sulfur battery.

【技术实现步骤摘要】
用于锂-硫电池的PEO-PVA基粘合剂
使用聚环氧乙烷-聚乙烯醇共聚物粘合剂的水溶液将用于锂-硫电化学电池的颗粒含硫阴极材料有效地树脂结合至金属集电箔。粘合剂-水溶液促进活性阴极颗粒在集电体的表面施加和形成多孔涂层。并且干燥的粘合剂组合物增强了组装锂-硫电池单元的后续性能。
技术介绍
锂基电池单元越来越多地用作为汽车以及用于许多消费应用的动力需求工具和设备中的驱动电机提供电力的来源。在许多这样的电池单元中，阳极(电池放电期间的负电极)由锂或锂化合物或如石墨的锂嵌入材料形成。并且阴极(电池放电期间的正电极)由电池放电期间可逆地接受从阳极释放的锂离子的组合物形成。已考虑将这种活性阳极材料组合物、阴极材料组合物以及锂离子导电的非水电解质组合物的许多组合用于锂基电池单元中。使用锂金属阳极和硫颗粒(或硫基颗粒)的组合作为阴极材料的电池单元具有提供非常高的重量能量密度(Wh/kg或mAh/cm2)的潜力。然而，实际在制备的电池单元中获得这样的性质并且随着电池反复放电和再充电保持这样的性质是一项挑战。仍需要改进制备锂金属-硫基电池单元的方法和实践。据发现，仍需考虑和改进含硫颗粒阴极的制备。专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成锂‑硫电池单元的阴极的方法，所述方法包括：制备包括硫颗粒的阴极材料颗粒混合物，所述硫颗粒嵌入碳颗粒的所述孔中作为复合碳/硫颗粒；在由水中聚乙烯醇和聚环氧乙烷的共聚物组成的溶液中形成所述复合碳/硫颗粒的浆料；施加所述浆料至金属集电体的所述表面以在所述金属集电体的所述表面上形成树脂润湿的复合碳/硫颗粒多孔湿涂层层；以及蒸发所述水以形成碳/硫颗粒多孔层，所述碳/硫颗粒多孔层通过所述共聚物彼此结合并结合至所述金属集电体的所述表面。

【技术特征摘要】
2017.06.15 US 15/6234571.一种用于形成锂-硫电池单元的阴极的方法，所述方法包括：制备包括硫颗粒的阴极材料颗粒混合物，所述硫颗粒嵌入碳颗粒的所述孔中作为复合碳/硫颗粒；在由水中聚乙烯醇和聚环氧乙烷的共聚物组成的溶液中形成所述复合碳/硫颗粒的浆料；施加所述浆料至金属集电体的所述表面以在所述金属集电体的所述表面上形成树脂润湿的复合碳/硫颗粒多孔湿涂层层；以及蒸发所述水以形成碳/硫颗粒多孔层，所述碳/硫颗粒多孔层通过所述共聚物彼此结合并结合至所述金属集电体的所述表面。2.如权利要求1所述的方法，其中聚乙烯醇和聚环氧乙烷的所述共聚物具有约45000道尔顿的分子量，并且由约75％聚乙烯醇单元和25％聚环氧乙烷单元组成。3.如权利要求1所述的方法，其中由水中聚乙烯醇和聚环氧乙烷的共聚物组成的所述溶液由5重量％的所述共聚物组成，并且所述施加的共聚物在结合至所述金属集电体的所述表面的所述干燥多孔层中包括2重量％的所述碳/硫颗粒。4.一种包括锂金属阳极和硫阴极的锂-硫电化学电池单元，所述硫阴极包括：硫颗粒嵌入碳颗粒的孔中作为复合碳/硫颗粒，所述复合碳/硫颗粒在多孔层中与金属集电体的所述表面结合，所述复合碳/硫颗粒彼此结合并结合至仅通过聚乙烯醇和聚环氧乙烷的共聚物形成的所述金属集电体的所述表面。5.如权利要求4所述的锂-硫电化学电池单元，其中聚乙烯醇和聚环氧乙烷的所述共聚物具有约45000道尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·蔡，董英男，杨黎，黄晓松，
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