用于形成电化学储能装置的部件的方法和处理系统及氧化腔室制造方法及图纸

提供一种用于形成电化学储能装置的部件的处理系统。处理系统包括沉积模块(102)，被配置为沉积陶瓷层(52)于柔性基板(111)之上；以及氧化模块(150)，被配置为使陶瓷层(52)在升高的温度下处于氧化气氛中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成电化学储能装置的部件的方法和处理系统及氧化腔室
本公开内容的实施方式涉及用于形成电化学储能装置的部件的方法及处理系统，及氧化腔室。本公开内容的实施方式特别涉及用于形成锂或锂离子(Li-ion)电池的阴极、阳极、电解质或隔膜(separator)的方法及处理系统，以及用于后处理锂或锂离子电池的阴极、阳极、电解质或隔膜的氧化腔室。
技术介绍
电隔膜可例如被描述成使用在电池及其他布置中的隔膜，在所述电池及其他布置中，在维持离子导电性的同时使电极彼此隔离。常规来说，隔膜包括薄、多孔、电绝缘物质，具有高离子多孔性、良好的机械强度且相对于在系统中使用的化学物质及溶剂(例如在电池的电解质中)具有长期稳定性。在电池中，隔膜通常将阴极与阳极完全地电绝缘。此外，隔膜通常永久具有弹性且跟随系统中的运动，所述运动不只来自外部的负载且也来自在引入及排出离子时电极的“呼吸(breathing)”。一般来说，隔膜对确定使用隔膜的系统的寿命及安全性来说是关键的。举例来说，可再充电电池的发展很大程度上受到适当的隔膜材料的开发的影响。特别是，用于使用在高能量电池或高性能电池中的隔膜可非常薄以确保低的特定空间条件及最小化内电阻，可具有高多孔性以确保低内电阻，并且轻量以达到电池系统的低特定重量。隔膜一般包括陶瓷层，所述陶瓷层对电池的离子来说为多孔的。对于锂电池的情况来说，陶瓷层对锂离子(lithiumion，Li-ion)可为多孔的。然而，陶瓷层可能并非完全多孔的。举例来说，陶瓷层可包括金属原子，这些金属原子未完全地结合(bound)且可能在锂离子电池的充电/放电期间与锂离子反应。因此，电池性能可能劣化。鉴于以上所述，本文描述的实施方式旨在提供用于形成电化学储能装置的部件的方法及系统，所述方法及系统可有益地克服本领域中的至少一些问题。本公开内容旨在提供用于形成电化学储能装置的部件的方法及系统，所述方法及系统可增加电化学储能装置的电荷传输(放电/充电速率)电压及循环寿命。
技术实现思路
鉴于以上所述，提供根据独立权利要求的一种用于形成电化学储能装置的部件的方法及处理系统，以及一种被配置为氧化电化学储能装置的部件的陶瓷层的氧化腔室。本申请的其他方面、优点及特征由从属权利要求、说明书及附图而显而易见。根据本公开内容的一方面，提供一种用于形成电化学储能装置的部件的方法。所述方法包括：在柔性基板之上沉积陶瓷层；以及使所述陶瓷层在升高的温度下处于氧化气氛中。根据本公开内容的一方面，提供一种用于形成电化学储能装置的部件的处理系统。所述处理系统包括：沉积模块，被配置为用于在柔性基板之上沉积陶瓷层；以及氧化模块，被配置为使所述陶瓷层在升高的温度下处于氧化气氛中。根据本公开内容的一方面，提供一种氧化腔室，所述氧化腔室被配置为氧化电化学储能装置的部件的陶瓷层。所述氧化腔室包括基板传送机构。所述基板传送机构包括第一滚轴及第二滚轴，基板传送机构被配置为从第一滚轴沿着传送路径传送柔性基板至第二滚轴，其中陶瓷层形成于柔性基板上。所述氧化腔室包括氧化模块，所述氧化模块布置在第一滚轴至第二滚轴之间的传送路径处，所述基板传送机构被配置为使陶瓷层在升高的温度下处于氧化气氛中。数个示例也有关于用于执行所公开的方法的设备，且包括用于执行所描述的方法方块的设备部件。这些方法方块可由硬件部件、由合适的软件编程的计算机、两者的任何结合或任何其他方式执行。此外，根据本申请的示例也有关于用于操作所描述的设备的方法。所述方法包括用于执行设备的功能的方法方块或操作。附图说明为了使本公开内容的上述特征可被详细地了解，可通过参考典型实施方式得到以上简要概述的本公开内容的更具体描述。附图有关于本公开内容的实施方式且被说明于下：图1显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的处理系统的示意图；图2显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的处理系统的示意图；图3显示图2中所示的处理系统的放大部分；图4显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的氧化腔室的示意图；图5示意地显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的方法；以及图6示意地显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的方法。具体实施方式现在将详细参考本公开内容的各种实施方式，这些实施方式的一或多个示例显示于图中。在附图的以下描述中，相同的参考编号表示相同的部件。特别是，描述相对于个别实施方式的相异之处。各示例通过解释的方式提供且不意为对本公开内容的限制。被显示或描述为一个实施方式的部分的特征可用于其他实施方式或与其他实施方式结合使用，以取得再另外的实施方式。旨在使本说明书包括这些修改及变化。图1显示用于形成电化学储能装置的部件的处理系统100。在本公开内容的上下文中，“电化学储能装置”可理解为可再充电或不可再充电的电化学储能器。在此方面来说，本公开内容不在一方面的术语“蓄电池(accumulator)”与另一方面的术语“电池(battery)”之间进行区分。在本公开内容的上下文中，术语“电化学储能装置”、“电化学装置”及“电化电池”可在下文中同义地使用。术语“电化学储能装置”例如可也包含燃料电池。在本文描述的实施方式中，电化电池可理解为能量储存器的基本或最小功能单元。在工业实践中，多个电化电池可通常以串联或并联的方式连接，以增加储存器的总能量容量。在本文中，可参照多个电化电池。工业设计的电池可因而具有单个电化电池，或以并联或串联连接的多个电化电池。一般来说，例如作为基本功能单元的电化学储能装置可包括相反极性的两个电极，也就是负阳极和正阴极。阴极与阳极可通过布置在阴极与阳极之间的隔膜绝缘，以避免阴极与阳极之间短路。电池可填充有电解质。电解质可为离子导体，可为液体、凝胶形式或有时为固体。隔膜可为离子可渗透的(ion-pervious)，且可在充电或放电循环中允许阳极与阴极之间的离子交换。包括在电化学储能装置中的部件可理解为电化学储能装置的部件。因此，上述部件的一些或每一个，包括但不限于阴极、阳极、电解质及隔膜，可视为电化学储能装置的部件。如图1中所示，处理系统100可包括沉积模块102。沉积模块102可被配置为在柔性基板111之上或上沉积陶瓷层52。特别是，柔性基板可具有第一侧和/或第二侧，第二侧与第一侧相对。陶瓷层52可沉积于柔性基板111的第一侧和第二侧的至少一者之上或上。在本公开内容的上下文中，“陶瓷层”(诸如陶瓷层52)可理解为包括陶瓷材料的层或由陶瓷材料形成的层。“陶瓷材料”可理解为无机、非金属、固态材料，所述材料包括主要保持在离子键和共价键中的金属、非金属或类金属原子。在本公开内容的上下文中，陶瓷材料可特别地理解为电介质材料，所述电介质材料特别地包括金属及氧原子，诸如例如氧化铝、氮化铝等。根据本文描述的实施方式，陶瓷层52可为氧化铝层。根据本文描述的实施方式，陶瓷材料可为至少一种不导电或导电性非常差的金属氧化物，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成电化学储能装置的部件的方法，包括：/n在柔性基板(111)之上沉积陶瓷层(52)；以及/n使所述陶瓷层(52)在升高的温度下处于氧化气氛。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于形成电化学储能装置的部件的方法，包括：
在柔性基板(111)之上沉积陶瓷层(52)；以及
使所述陶瓷层(52)在升高的温度下处于氧化气氛。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述陶瓷层(52)是氧化铝层。


3.如权利要求2所述的方法，其中所述氧化铝层以改善所述氧化铝层的化学计量的方式处于所述氧化气氛中。


4.如权利要求1至3的任一项所述的方法，其中所述电化学储能装置是锂离子电池。


5.如权利要求1至4的任一项所述的方法，其中所述部件是隔膜。


6.如权利要求1至4的任一项所述的方法，其中所述部件是电极。


7.如权利要求1至6的任一项所述的方法，其中所述升高的温度等于或大于50℃，特别是等于或大于60℃，特别是等于或大于80℃，且/或等于或小于180℃，特别是等于或小于120℃，特别是等于或小于100℃。


8.如权利要求1至7的任一项所述的方法，其中所述氧化气氛包含多于20体积％的氧。


9.如权利要求1至8的任一项所述的方法，进一步包括：
从第一滚轴(22)传送所述柔性基板(111)至第二滚轴(24)，在从所述第一滚轴(22)向所述第二滚轴(24)传送所述柔性基板(111)时形成所述陶瓷层(52)。


10.如权利要求9所述的方法，其中所述陶瓷层(52)在从所述第一滚轴(22)向所述第二滚轴(24)传送所述柔性基板(111)时处于氧化气氛。


11.一种用于形成电化学储能装置的部件的处理系统(100)，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·特拉斯尔，托尔斯滕·布鲁诺·迪特尔，苏布拉曼亚·赫尔勒，肯特·赵，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US