【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及在li离子型的可充电蓄电池中存储电能的领域。更具体地，本专利技术涉及用于全固体li离子电池的阳极涂层(涂料)。本专利技术还涉及用于制备所述涂层的工艺。本专利技术还涉及覆盖有该涂层的阳极、用于制造这样的阳极的工艺以及还涉及包含这样的阳极的li离子蓄电池。
技术介绍
1、锂蓄电池可作为电源用于各种电子设备，其范围从手机、笔记本电脑和小型家用电子设备到车辆和到大容量能量存储设备等，并且对锂蓄电池的需求正在不断增长。
2、现有的锂蓄电池一般使用含有有机物质的液体电解质。这些液体电解质有利地具有高的离子传导率，但需要额外的安全设备，原因是液体的逸出、高温下起火或爆炸的风险。
3、为了试图解决与液体电解质相关联的安全问题，最近开发出了使用固体电解质的完全固体电池。
4、全固体电池一般包含正极、固体电解质和负极。正极包含正极活性材料和固体电解质，以及此外包含电子传导材料和粘合剂。固体电解质包含来自以下列表的一种或多种要素：聚合物、增塑剂、锂盐、无机颗粒、离子液体。像正极那样，负极包含负极活性材料和固体电解质，以及此外包含传导性的材料和粘合剂。
5、然而，目前没有满足对于全固体电池的批量使用的规范的固体电解质。这是因为，对于固体电解质而言，一般难以将离子传导率、电化学稳定性、机械强度以及与阳极或阴极材料的相容性结合起来。
6、举例来说，可特别提及表现出非常高的离子传导率但是对于阳极处的电位和阴极处的高电位显示出电化学不稳定性的无机化合物。(y.zhu,acs app
7、仍存在开发一种方案的需要，其使得可使阳极在全固体li离子电池中与固体电解质相容。最重要的是，存在解决在充电和放电循环期间阳极的体积的变化的问题的需要。最后，在锂金属阳极的特定情况下，存在提供一种阳极的需要，所述阳极通过有效方法受到保护以抵抗枝晶的形成。
8、因此，本专利技术的目的是提供可直接施加至li离子电池负极的涂层，其随后使得可在固体电解质与电极活性物质之间具有物理隔离。因此，本专利技术提供负极，其包含由通常的负极组成的第一层和由根据本专利技术的阳极涂层组成的第二层。
9、本专利技术还旨在提供用于制造所述阳极涂层的工艺。最后，本专利技术涉及表现出这样的涂层的阳极以及用于制造这样的阳极的工艺。
10、最后，本专利技术旨在提供包含这样的阳极的可充电li离子蓄电池。
技术实现思路
1、本专利技术提出的技术方案是提供阳极涂层，其使阴极在全固体电池中与固体电解质相容。
2、本专利技术首先涉及阳极涂层，其由以下组成：
3、a.一种或多种聚(偏氟乙烯)，
4、b.锂盐，以及
5、c.传导性添加剂。
6、本专利技术还涉及从通过混合涂层的所有成分获得的墨来制造阳极涂层的工艺。
7、本专利技术还涉及用于锂离子电池的阳极，所述阳极由覆盖有根据本专利技术的涂层的负极活性材料层组成。
8、本专利技术还涉及用于制造li离子电池负极的工艺，所述工艺包含以下操作：
9、-提供阳极，
10、-在所述阳极上沉积涂层。
11、本专利技术的另一主题是包含负极、正极和全固体电解质的li离子蓄电池，其中阳极如上所述。
12、本专利技术使得可克服现有技术的缺点。其提供这样的离子传导涂层，所述离子传导涂层的介电常数的均匀分布，同时维持足够的机械强度以避免枝晶的形成。该涂层表现出良好的还原稳定性和良好的柔性，从而允许其承受在充电和放电循环期间阳极体积的变化。
13、在锂阳极的特定情况下，根据本专利技术的涂层使得可抑制可导致短路的枝晶的生长，良好的介电常数均匀性，这使得可避免形成具有高浓度的锂离子的区域。该涂层还使得可在锂金属上形成稳定且具有低电阻率的固体电解质界面(sei)，从而改进全固体电池的性能和使用寿命。
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1.阳极涂层，其由以下组成：
2.根据权利要求1所述的涂层，其中所述组分A选自聚(偏氟乙烯)均聚物和偏二氟乙烯与至少一种共聚单体的共聚物，所述共聚单体选自以下列表：乙烯基氟、四氟乙烯、六氟丙烯、3,3,3-三氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、1,1,3,3,3-五氟丙烯、1,2,3,3,3-五氟丙烯、全氟(丙基乙烯基醚)、全氟(甲基乙烯基醚)、溴三氟乙烯、氯氟乙烯、氯三氟乙烯、氯三氟丙烯、乙烯及其混合物。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的涂层，其中PVDF包含带有以下官能团中的至少一种的单体单元：羧酸、羧酸酸酐、羧酸酯、环氧(诸如缩水甘油基)、酰胺、羟基、羰基、巯基、硫化物、噁唑啉、酚类、酯、醚、硅氧烷、磺酸类、硫酸类、磷酸类或膦酸类。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涂层，其中所述组分B选自LiPF6(六氟磷酸锂)、LiFSI(双氟磺酰亚胺锂)、TFSI(双三氟甲基磺酰亚胺锂)、LiTDI(2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂)、LiPOF2、LiB(C2O4)2、LiF2B(C2O4
5.根据权利要求1至4中一项所述的涂层，其中组分C选自线性或环状的醚，酯，内酯，腈，碳酸酯/盐和离子液体。
6.根据权利要求1至5中一项所述的涂层，所述涂层具有从0.1到100μm、优先地从0.1到50μm并且更优先地从0.1到35μm范围的厚度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的涂层，其按重量计具有以下组成：
8.用于从墨制造根据权利要求1至7中一项所述的阳极涂层的工艺，所述墨是通过将涂层的所有成分在溶剂中混合而获得的。
9.根据权利要求8所述的工艺，其中所述溶剂选自以下列表：丙酮、乙酰柠檬酸三乙酯、γ-丁内酯、环己酮、环戊酮、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、碳酸二乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、二氢左旋葡萄糖酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、1,4-二氧六环、3-庚酮、六甲基磷酰胺、3-己酮、甲乙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-辛酮、3-戊酮、碳酸亚丙酯、四氢呋喃、四甲基脲、三醋酸甘油酯、柠檬酸三乙酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、N,N’-四丁基琥珀酰二胺及其混合物。
10.用于全固体锂离子电池的阳极，所述阳极由覆盖有根据权利要求1至7中一项所述的涂层的活性物质组成。
11.根据权利要求9所述的阳极，其中所述活性物质选自石墨、Li4Ti5O12型的钛酸锂、氧化钛TiO2、硅或锂/硅合金、氧化锡、锂金属间化合物、或其混合物。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的阳极，其具有小于10％、优选地小于5％的孔隙率。
13.用于制造Li离子电池负极的工艺，所述工艺包含以下操作：
14.全固体Li离子蓄电池，其包含阴极、根据权利要求10至12中一项的阳极和全固体电解质。
15.根据权利要求15所述的电池，其中阴极覆盖有根据权利要求1至7中一项所述的涂层。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.阳极涂层，其由以下组成：
2.根据权利要求1所述的涂层，其中所述组分a选自聚(偏氟乙烯)均聚物和偏二氟乙烯与至少一种共聚单体的共聚物，所述共聚单体选自以下列表：乙烯基氟、四氟乙烯、六氟丙烯、3,3,3-三氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、1,1,3,3,3-五氟丙烯、1,2,3,3,3-五氟丙烯、全氟(丙基乙烯基醚)、全氟(甲基乙烯基醚)、溴三氟乙烯、氯氟乙烯、氯三氟乙烯、氯三氟丙烯、乙烯及其混合物。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的涂层，其中pvdf包含带有以下官能团中的至少一种的单体单元：羧酸、羧酸酸酐、羧酸酯、环氧(诸如缩水甘油基)、酰胺、羟基、羰基、巯基、硫化物、噁唑啉、酚类、酯、醚、硅氧烷、磺酸类、硫酸类、磷酸类或膦酸类。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涂层，其中所述组分b选自lipf6(六氟磷酸锂)、lifsi(双氟磺酰亚胺锂)、tfsi(双三氟甲基磺酰亚胺锂)、litdi(2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂)、lipof2、lib(c2o4)2、lif2b(c2o4)2、libf4、lino3、liclo4以及提及的盐的两种或更多种的混合物。
5.根据权利要求1至4中一项所述的涂层，其中组分c选自线性或环状的醚，酯，内酯，腈，碳酸酯/盐和离子液体。
6.根据权利要求1至5中一项所述的涂层，所述涂层具有从0.1到100μm、优先地从0.1到50μm并且更优先地从0.1到35μm范围的厚度。...
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