形成具有聚合物纤维网络的固态电极的无溶剂方法及由其制备的固态电极技术

本申请涉及形成具有聚合物纤维网络的固态电极的无溶剂方法及由其制备的固态电极。本公开在各个方面中提供了通过使用多个固体聚合物粘合剂颗粒制备用于循环锂离子的电化学电池中的固态电极的固态电极活性层的无溶剂方法，所述多个固体聚合物粘合剂颗粒能够用第一剪切力用多孔原纤化颗粒原纤化以至少部分地原纤化所述固体聚合物粘合剂颗粒以形成聚合物粘合剂混合物。本公开还考虑了集流体和设置在其上的多孔活性层。所述多孔活性层包含具有分布于其中的多个固体颗粒的纤维状聚合物网络。所述固体颗粒可以包括电活性材料颗粒、固态电解质颗粒和多孔原纤化颗粒。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及具有包含分布于原纤聚合物网络(fibrillary polymeric network)中的基于硫化物的电解质颗粒、电活性材料颗粒和高表面积活性炭颗粒的电极的固态锂离子电化学电池(cells)及制备所述电极的无溶剂方法。

技术介绍

1、本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

2、高能量密度电化学电池例如锂离子电池组(batteries)可用于各种消费产品和车辆，例如混合动力或电动车辆，包括起动停止系统(例如12v起动停止系统)、电池组辅助系统("μbas")、混合动力电动车辆("hev")和电动车辆("ev")。典型的锂离子电池组包括各自具有第一电极(例如正电极或阴极)和第二电极(例如负电极或阳极)、液体、半固体/凝胶或固体形式的电解质、和当液体电解质存在时的微孔聚合物隔离件(separator)的电池。

3、固态电池组可包含在阴极和阳极之间的中间层中的固态电解质颗粒，所述中间层替代吸取液体电解质的所述微孔聚合物隔离件，以及当阴极和/或阳极是复合电极时可能被混合到阴极和/或阳极中的固态电解质颗粒。固态电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于循环锂离子的电化学电池的固态电极，所述固态电极包括：

2.根据权利要求1所述的固态电极，其中所述聚合物纤维包含聚四氟乙烯(PTFE)，所述聚四氟乙烯(PTFE)具有大于或等于约105g/mol至小于或等于约109g/mol的平均分子量且具有大于或等于约270℃至小于或等于约380℃的软化点。

3.根据权利要求1所述的固态电极，其中所述固态电解质颗粒包含基于硫化物的固体电解质，并且所述电活性材料颗粒包含正极电活性材料，该正极电活性材料选自：岩盐层状氧化物、尖晶石、聚阴离子阴极、锂-过渡金属氧化物、硼酸锂类、锂-硅合金化合物、锂-锡合金化合物、锂金属、锂合...

【技术特征摘要】

1.一种用于循环锂离子的电化学电池的固态电极，所述固态电极包括：

2.根据权利要求1所述的固态电极，其中所述聚合物纤维包含聚四氟乙烯(ptfe)，所述聚四氟乙烯(ptfe)具有大于或等于约105g/mol至小于或等于约109g/mol的平均分子量且具有大于或等于约270℃至小于或等于约380℃的软化点。

3.根据权利要求1所述的固态电极，其中所述固态电解质颗粒包含基于硫化物的固体电解质，并且所述电活性材料颗粒包含正极电活性材料，该正极电活性材料选自：岩盐层状氧化物、尖晶石、聚阴离子阴极、锂-过渡金属氧化物、硼酸锂类、锂-硅合金化合物、锂-锡合金化合物、锂金属、锂合金、锂化金属氧化物/硫化物、硫化锂、硫以及它们的组合。

4.根据权利要求1所述的固态电极，其中所述多孔原纤化颗粒选自：活性炭、碳干凝胶、碳气凝胶、碳纳米管、中孔碳、模板碳、碳化物衍生碳、石墨烯、多孔碳球、杂原子掺杂碳、金属有机骨架、沸石和其组合，并且所述多孔原纤化颗粒具有大于或等于约100 m2/g的平均比表面积、大于或等于约0.5微米至小于或等于约60微米的平均颗粒直径和大于或等于约5纳米至小于或等于约1微米的平均孔直径。

5.根据权利要求1所述的固态电极，其中所述多孔原纤化颗粒包含活性炭并且以大于或等于约0.01质量%至小于或等于约10质量%存在于所述多孔活性层中，并且所述纤维状聚合物网络以大于或等于约0.01质量%至小于或等于约...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏启立，李喆，陆涌，刘海晶，
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：