使用不混溶溶剂浆料的多层涂层制造技术

本公开提供了“使用不混溶溶剂浆料的多层涂层”。提供了一种用于在用于负极或正极的基板上产生多层涂层的方法，所述方法包括：制备第一混合物，所述第一混合物包含第一溶剂和第一活性材料；制备第二混合物，所述第二混合物包含第二溶剂和第二活性材料；将所述第一混合物和所述第二混合物组合以形成浆料；以及用所述浆料涂覆所述基板。所述第一溶剂和所述第二溶剂是不混溶的。溶剂是不混溶的。溶剂是不混溶的。

【技术实现步骤摘要】
使用不混溶溶剂浆料的多层涂层


[0001]本公开涉及一种用于在用于负极(anode)或正极(cathode)的基板上产生多层涂层的方法。

技术介绍

[0002]本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003]用于锂离子电池的多层涂层可提供有效的质量输送和非均质材料的装载。这些涂层还提供改进的导电性以及电池寿命和性能。然而，制备此类常规多层涂层涉及大量步骤并且需要工具和装备，增加了费用和处理时间。
[0004]本公开解决了与用于锂离子电池的多层涂层相关的这些问题以及其他问题。

技术实现思路

[0005]本部分提供了对本公开的总体概述，并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0006]本公开的一种形式提供了一种用于在用于负极或正极的基板上产生多层涂层的方法。所述方法包括：制备第一混合物，所述第一混合物包括第一溶剂和第一活性材料；制备第二混合物，所述第二混合物包括第二溶剂和第二活性材料；将所述第一混合物和所述第二混合物组合以形成浆料；以及用所述浆料涂覆所述基板。所述第一溶剂和所述第二溶剂是不混溶的。
[0007]在可单独地或以任何组合采用的该方法的变型中：所述第一溶剂是水基溶剂，所述第二溶剂是油基溶剂或烃基溶剂，所述基板是负极并且所述第一活性材料是天然石墨并且所述第二活性材料是天然石墨或人造石墨中的至少一种，所述基板是正极并且所述第一活性材料是镍含量按原子组成小于或等于约50％的NCM(镍钴锰)523和NCM中的至少一种并且所述第二活性材料是NCM Ni88+或富锂锰层中的至少一种，所述第一混合物和所述第二混合物中的至少一种还包含粘结剂和导电材料中的至少一种，并且所述导电材料是石墨烯或石墨烯纳米管中的至少一种。
[0008]本公开的另一种形式提供了一种用于涂覆用于锂离子电池的负极或正极的基板的方法。所述方法包括：制备水基混合物，所述水基混合物包含第一活性材料；制备油基或烃基混合物，所述油基或烃基混合物包含第二活性材料；将所述水基混合物和所述油基或烃基混合物混合以形成浆料；以及用所述浆料涂覆所述基板。
[0009]在可单独地或以任何组合采用的该方法的变型中：所述基板是负极并且所述第一活性材料是天然石墨，所述第二活性材料是自然石墨或人造石墨，所述水基混合物还包含粘结剂，所述油基或烃基混合物还包含粘结剂，所述基板是正极并且所述第一活性材料是镍含量按原子组成小于或等于约50％的NCM 523和NCM中的至少一种并且所述第二活性材料是NCM Ni88+或富锂锰层中的至少一种。
[0010]本公开的另一种形式提供了一种用于涂覆用于锂离子电池的负极或正极的基板
的方法。所述方法包括：将多种不混溶溶剂组合，其中第一溶剂包含第一活性材料并且第二溶剂包含第二活性材料；以及用所述多种不混溶溶剂涂覆所述基板。
[0011]在可单独地或以任何组合采用的该方法的变型中：所述第一溶剂是水基溶剂，所述第二溶剂是油基溶剂或烃基溶剂，所述基板是负极并且所述第一活性材料是天然石墨并且所述第二活性材料是天然石墨或人造石墨中的至少一种，并且所述基板是正极并且所述第一活性材料是镍含量按原子组成小于或等于约50％的NCM 523和NCM中的至少一种并且所述第二活性材料是NCM Ni88+或富锂锰层中的至少一种。
[0012]根据本文提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意在限制本公开的范围。
附图说明
[0013]为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：
[0014]图1A示出了根据本公开的涂覆有浆料的基板；
[0015]图1B示出了根据本公开的涂覆的基板，其中浆料已分离成多个层；
[0016]图1C示出了根据本公开的在干燥以移除第一溶剂和第二溶剂之后的涂覆的基板；
[0017]图1D示出了图1C所示的多层涂覆基板的横截面视图；
[0018]图2是根据本公开制备的浆料的示意图；
[0019]图3示出了根据本公开的一种形式的用于在用于负极或正极的基板上产生多层涂层的方法；
[0020]图4示出了根据本公开的另一种形式的用于涂覆用于锂离子电池的负极或正极的基板的方法；以及
[0021]图5示出了根据本公开的另一种形式的用于涂覆用于锂离子电池的负极或正极的基板的方法。
[0022]本文描述的附图仅用于说明目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
[0023]以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。应理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相同或对应的零件和特征。
[0024]使用不混溶溶剂在浆料中的多种活性材料之间自然地形成层分离，提供了一种用于涂覆电池的基板的有效方法。参考图1A，示出了锂离子电池的基板20(例如，负极或正极)。基板20可包含铜、铝、镍和不锈钢等。如图所示，基板20涂覆有浆料22。
[0025]虽然浆料22被示出为涂覆基板20的整个表面，但应当理解，浆料22可涂覆基板20的少于整个表面。例如，浆料22可涂覆基板20的表面的约25％，可涂覆基板20的表面的约50％，或者可涂覆基板20的表面的约75％。在本公开的一个方面，浆料22可涂覆基板20的表面的小于或等于约100％。
[0026]参考图2，浆料22包含第一混合物36和第二混合物38。第一混合物36包含第一溶剂40和第一活性材料24。第二混合物38包含第二溶剂42和第二活性材料26。作为非限制性示例，第一溶剂40可以是水性溶剂等。第一活性材料24可包含例如天然石墨、镍含量按原子组
成小于或等于约50％的NCM 523、NCM等。第二溶剂42可以是油基溶剂、烃基溶剂或其他不混溶溶剂等。第二活性材料26可包含天然石墨、人造石墨、NCM Ni88+和富锂锰层等中的至少一种。第一溶剂40和第二溶剂42包括至少一个不混溶溶剂对。例如，所述不混溶对可包括水
‑
庚烷、水
‑
油、水
‑
己烷、水
‑
戊烷、水
‑
乙醚、水
‑
四氯化碳、庚烷
‑
乙腈或环己烷
‑
二甲基甲酰胺等。
[0027]在一方面，可通过将至少第一活性材料24、第二活性材料26、第一溶剂40和第二溶剂42分散到行星式混合器(planetary mixer)中并在室温下混合大于或等于约5分钟至小于或等于约120分钟来制备浆料22，这取决于行星式混合器的搅拌速度。在本公开的一个方面，以大于或等于约10转/分钟(RPM)至小于或等于约40RPM搅拌浆料22。在另一方面，可以第一速度搅拌浆料第一时间段，然后以第二速度搅拌第二时间段，然后以第三速度搅拌第三时间段。虽然本文公开了第一时间段、第二时间段和第三时间段以及第一速度、第二速度和第三速度，但应当理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于涂覆锂离子电池的负极或正极的基板的方法，所述方法包括：将多种不混溶溶剂组合，其中第一溶剂包含第一活性材料并且第二溶剂包含第二活性材料；以及用所述多种不混溶溶剂涂覆所述基板。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一溶剂包含水基溶剂。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第二溶剂包含油基溶剂或烃基溶剂。4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述基板是负极。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述基板是负极，并且所述第一活性材料包含天然石墨，并且所述第二活性材料包含天然石墨或人造石墨中的至少一种。6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述基板是正极。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述基板是正极，并且所述第一活性材料包括镍含量按原子组成小于或等于约50％的镍钴锰(NCM)523和NCM中的至少一种，并且所述第二活性材料包括NCM Ni88+或富锂锰层中的至少一种。8.根据权利要求1或权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：