压延电极及其制造方法技术

一种制造用于电池单元的压延电极的方法，包括引入涂覆的电极，该涂覆的电极具有在其上延伸的第一表面。涂覆的电极具有用于离子传输的预定密度的活性材料。该方法还包括通过图案化第一表面以限定具有第一部分和第二部分的图案化电极，从而选择性改性涂覆的电极。在选择性改性步骤之后，该方法进一步包括通过压延第一表面以提供具有第一密度的活性材料的第一部分和具有第二密度的活性材料的第二部分从而压缩图案化的电极。第二密度大于第一密度，以限定具有空间变化的活性材料密度的压延电极。电极。电极。

【技术实现步骤摘要】
压延电极及其制造方法


[0001]本公开涉及电池单元，更具体地，涉及用于车辆的电池单元的集电器。

技术介绍

[0002]对于车载电池，由于电极的密度和孔隙率缺乏空间变化，较厚的集电器或电极导致活性材料的使用性降低。减少电极内部弯曲度的当前方法是可以接受的。然而，还可以可以进行改进。

技术实现思路

[0003]因此，在当前的压延电极达到其预期目的的同时，仍然需要用于制造电池单元的压延电极的新的和改进的系统和方法。
[0004]根据本公开的一个方面，提供了一种用于制造用于电池单元的压延电极的方法。在该实施例中，该方法包括引入涂覆电极，该涂覆电极具有在其上延伸的第一表面。涂覆电极具有用于离子传输的预定密度的活性材料。在该实施例中，该方法还包括，通过图案化第一表面选择性改性涂覆电极，以限定具有第一部分和第二部分的图案化电极。在选择性改性步骤之后，该方法还包括通过压延第一表面压缩图案化电极，以提供具有第一密度的活性材料的第一部分和具有第二密度的活性材料的第二部分。第二密度大于第一密度，以限定具有活性材料密度的空间变化的压延电极。
[0005]在该方面的另一个实施方案中，选择性改性步骤包括通过减性图案化(subtractive patterning)第一表面从图案化电极中选择性地去除一定体积的活性材料，以在压缩步骤期间引起压延电极密度的面内(in
‑
plane)空间变化。在该实施例中，减性图案化包括激光图案化和点状图案化中的一种。
[0006]又在另一实施例中，在选择性改性步骤之前，该方法还包括在约70摄氏度至约150摄氏度的温度下干燥涂覆电极约0分钟至约60分钟。
[0007]再在另一实施方案中，在选择性改性步骤之前，该方法还包括部分干燥涂覆电极。部分干燥步骤包括将涂覆电极在约70摄氏度至150摄氏度之间加热约0分钟至约30分钟。此外，在选择性改性步骤之后，该方法还包括完成干燥图案化电极。完成干燥步骤包括将图案化电极在约70摄氏度至150摄氏度之间加热约20分钟至约40分钟。在一个示例中，在部分干燥之后，选择性改性涂覆电极步骤包括冲压第一表面以布置涂覆电极的形貌，从而在压缩步骤期间允许在压延电极的密度中的面内空间变化。
[0008]在另一实施例中，第一密度是预定密度。
[0009]仍在另一实施例中，第一密度是在约40％至约60％的活性材料之间，且第二密度是在约60％至约90％的活性材料之间。
[0010]仍在另一实施例中，压缩步骤包括以预定线速度，预定力，预定间隙和预定温度压延第一表面。在一个示例中，预定线速度在每分钟约0.1至约150米之间，预定力在约1至约10兆帕斯卡之间，预定间隙在约0.015毫米(mm)至约0.2毫米之间，且预定温度在约环境温
度至约80摄氏度之间。
[0011]在另一实施例中，第一部分包括多个第一部分，并且其中第二部分包括多个第二部分。
[0012]在本公开的另一方面，提供一种制造用于电池单元的压延电极的方法。在一个实施例中，该方法包括引入具有在其上延伸的第一表面的涂覆电极。涂覆电极具有用于离子传输的预定密度的活性材料。在该实施例中，该方法还包括干燥涂覆电极。该方法还包括通过图案化涂覆电极选择性改性涂覆电极，以限定具有第一部分和第二部分的图案化电极。另外，在选择性改性步骤之后，该方法进一步包括通过压延具有第一密度的活性材料的第一部分和具有第二密度的活性材料的第二部分压缩图案化电极。在该实施例中，第二孔隙率(porosity)小于第一孔隙率以限定具有空间变化的孔隙率的压延电极。
[0013]在一实施例中，选择性改性步骤包括通过减性图案化从第一表面选择性地去除一定体积的活性材料，以在压缩步骤期间引起压延电极密度在面内空间变化。
[0014]在另一实施例中，干燥步骤包括将涂覆电极在约70摄氏度至约150摄氏度之间加热约0分钟至约60分钟。
[0015]在另一实施方案中，干燥步骤包括部分干燥涂覆电极，在选择性改性步骤之后，进一步包括完成干燥图案化电极。在这个示例中，选择性改性第一表面步骤包括冲压第一表面以布置涂覆电极的形貌，从而在压缩步骤期间允许压延电极的密度的面内空间变化。
[0016]在一实施例中，第一孔隙率是预定孔隙率，并且是在约40％至约60％之间的多孔性，其中第二孔隙率是在约10％至40％之间的多孔性。
[0017]仍在本公开的另一方面，提供一种用于电池单元的集电器。在一个实施例中，集电器包括压延电极，该压延电极包括具有第一密度的活性材料的选择性改性的第一部分和具有第二密度的活性材料的选择性改性的第二部分。在该实施例中，第二密度大于第一密度，用于活性材料密度的空间变化，以增强压延电极内部的离子传输。
[0018]在另一实施例中，第一部分包括多个第一部分，且第二部分包括多个第二部分，用于增强压延电极内部的离子传输。
[0019]根据本文提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0020]本文描述的附图仅出于说明的目的，而无意以任何方式限制本公开的范围。
[0021]图1是根据本公开的一个实施例的制造用于电池单元的压延电极的方法的流程图。
[0022]图2a是图1中方法的涂覆电极的透视图。
[0023]图2b是图2a中的涂覆电极的截面图。
[0024]图3a是图1中图案化电极和根据本公开的另一实施例的透视图。
[0025]图3b是图3a中图案化电极的截面图。
[0026]图4a是图1中方法的压延电极的透视图。
[0027]图4b是图4a中方法的压延电极的截面图。
[0028]图5是根据图1中方法的压延设备的图。
[0029]图6是根据本公开另一个实施例的制造用于电池单元的压延电极的方法的流程图。
[0030]图7a是用于图6方法中的冲压工具的示意图。
[0031]图7b是用于图6方法中另一个冲压工具的示意图。
[0032]图8a是根据本公开的一个示例的部分干燥电极的截面图。
[0033]图8b是由图7a中冲压工具图案化的电极的截面图。
[0034]图8c是从图8a中图案化电极压延的电极的截面图。
[0035]图9a是根据本公开的另一示例部分干燥电极的截面图。
[0036]图9b是由图7b中冲压工具图案化的电极的截面图。
[0037]图9c是从图9b中图案化电极压延的电极的截面图。
具体实施方式
[0038]以下描述本质上仅是示例性的，并且无意于限制本公开、应用或用途。
[0039]根据本公开的各方面，提供了一种制造用于电池单元的压延电极的方法10。如图1
‑
2b所示，在框12中，方法10包括导入涂覆电极14的步骤，其中涂覆电极具有在其上延伸的第一表面15。在该示例中，涂覆电极14具有用于离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造用于电池单元的压延电极的方法，所述方法包括：引入具有第一表面的涂覆电极，所述第一表面在所述涂覆电极上延伸，所述涂覆电极具有用于离子传输的预定密度的活性材料；通过图案化所述第一表面以限定具有第一部分和第二部分的图案化电极来选择性改性所述涂覆电极；以及在选择性改性步骤后，通过压延所述第一表面来压缩所述图案化电极，以提供具有第一密度的活性材料的所述第一部分和具有第二密度的活性材料的所述第二部分，所述第二密度大于所述第一密度以定义具有活性材料密度的空间变化的所述压延电极。2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择性改性步骤包括通过对所述第一表面进行减性图案化从所述图案化电极中选择性地去除一定体积的所述活性材料，以在压缩步骤期间在所述压延电极的密度中引起面内空间变化。3.根据权利要求2所述的方法，其中，减性图案化包括激光图案化和点状图案化中的一种。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在选择性改性步骤之前，将所述涂覆电极在约70摄氏度至约150摄氏度之间的温度下干燥约0分钟至约60分钟。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
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：