【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粘合剂材料、由其制成的电极以及它们的制造方法。特别地，本专利技术涉及粘合剂材料和电极，它们表现出用作金属离子电池，特别是锂离子电池中的电极所需的特性。
技术介绍
1、锂离子电池被广泛用于可再充电电池领域，其在可预见的未来将会持续增长，这部分是由于对消费电子产品和可再生能源储存的不断增长的需求。在电池工作期间(即在充电和放电期间)，锂离子在电极之间(即在阳极与阴极之间)转移。通常，电极各自独立地由多种组分组成，该组分包括电化学活性材料、任选的导电添加剂(诸如碳)和粘合剂材料。粘合剂材料必须使锂离子能够迁移穿过电极。此外，粘合剂材料在电极的机械稳定性方面起重要作用。粘合剂材料通常为氟树脂，特别是聚偏二氟乙烯(pvdf)，这是由于其具有有利的流变特性和电化学稳定性。通常，这些多种组分的组合物或浆料作为薄膜被涂布或以其他方式被沉积到集流体上，并在干燥后形成固体电极。因此，固体阳极与阳极集流体接触，并且固体阴极与阴极集流体接触。
2、已知电极的一个问题是它们不容易再循环。在金属提取期间使用的高温下，pvdf粘合剂的分解会...
【技术保护点】
1.一种由活性材料和粘合剂材料构成的电极，其中所述粘合剂材料包含共聚酯，所述共聚酯包含衍生自二醇、二羧酸和聚(环氧烷)的重复单元，并且其中所述粘合剂材料可进一步包含选自导电陶瓷颗粒状材料的第一含金属离子组分，并且/或者可进一步包含来自除所述导电陶瓷颗粒状材料以外的一种或多种来源的附加金属离子。
2.根据权利要求1所述的电极，其中所述共聚酯包含衍生自二羧酸和脂族二醇的半结晶链段，以及衍生自聚(环氧烷)的无定形链段。
3.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述聚(环氧烷)构成按所述共聚酯总重量计约0.1重量％至约80重量％，优选约5重量％至约78...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种由活性材料和粘合剂材料构成的电极，其中所述粘合剂材料包含共聚酯，所述共聚酯包含衍生自二醇、二羧酸和聚(环氧烷)的重复单元，并且其中所述粘合剂材料可进一步包含选自导电陶瓷颗粒状材料的第一含金属离子组分，并且/或者可进一步包含来自除所述导电陶瓷颗粒状材料以外的一种或多种来源的附加金属离子。
2.根据权利要求1所述的电极，其中所述共聚酯包含衍生自二羧酸和脂族二醇的半结晶链段，以及衍生自聚(环氧烷)的无定形链段。
3.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述聚(环氧烷)构成按所述共聚酯总重量计约0.1重量％至约80重量％，优选约5重量％至约78重量％，优选约10重量％至约75重量％，优选约12重量％至约65重量％，优选约15重量％至约60重量％，优选约16重量％至约55重量％。
4.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述二醇选自c2、c3或c4脂族二醇，优选地其中所述脂族二醇是乙二醇。
5.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述二羧酸是选自间苯二甲酸、萘二羧酸和对苯二甲酸的芳族二羧酸。
6.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述聚(环氧烷)选自c2至c15，优选c2至c10，优选c2至c6亚烷基链，优选地选自聚乙二醇(peg)、聚丙二醇(ppg)和聚(四氢呋喃)二醇(ptmo)，优选地选自peg和ppg，优选地其中所述聚(环氧烷)是peg。
7.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述聚(环氧烷)的数均分子量为约200g/mol至约20000g/mol，优选约400g/mol至约3500g/mol，优选约500g/mol至约3500g/mol。
8.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述粘合剂材料包含所述第一含金属离子组分和/或所述附加金属离子，优选地其中所述粘合剂材料包含所述第一含金属离子组分和所述附加金属离子。
9.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述附加金属离子呈优选地选自金属盐的第二金属离子组分的形式。
10.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述第一含金属离子组分的金属与所述附加金属离子的金属相同。
11.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述金属选自锂、钠、钾、钙、镁和铝，优选地选自锂、钠、镁和铝，优选地选自锂和钠，并且优选地是锂。
12.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述金属是锂，并且含锂离子的导电陶瓷颗粒状材料选自nasicon型陶瓷颗粒状材料，诸如含锂离子的导电玻璃陶瓷颗粒状材料；lisicon型陶瓷颗粒状材料；钙钛矿型氧化物陶瓷颗粒状材料；石榴石型氧化物陶瓷颗粒状材料；锂磷氧氮(lipon)型陶瓷颗粒状材料；以及硅酸锂铝(las)陶瓷颗粒状材料。
13.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述金属是锂，并且含锂离子的导电陶瓷颗粒状材料选自：
14.根据权利要求1至12中任一项所述的电极，其中所述金属是钠，并且含钠离子的导电陶瓷颗粒状材料选自nasicon型材料诸如导电玻璃陶瓷颗粒状材料、其中5≤n≤11的β-氧化铝和β"-氧化铝相na2o.nal2o3、稀土硅酸钠和钠离子导电卤氧化物玻璃；并且优选地选自具有通式na3zr2si2po12、nati2(po4)3、nage2(po4)3或na1+x[snxge2-x(po4)3]的nasicon结构化氧化物，具有其中m是y、sc、lu和/或任何三价稀土阳离子的通式na5msi4o12的稀土硅酸钠，以及钠离子导电卤氧化物玻璃诸如nai-nacl-na2o-b2o3。
15.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述粘合剂材料中存在的所述含金属离子的导电陶瓷颗粒状材料的量在按所述粘合剂材料总重量计约0.1重量％至约60重量％，优选约5重量％至约50重量％，优选约8重量％至约35重量％，优选约10重量％至约20重量％的范围内。
16.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述附加金属离子呈选自以下的盐的金属盐的形式：
17.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述附加金属离子呈有机酸的金属盐的形式，并且所述金属盐优选地为所述共聚酯所衍生自的芳族二羧酸的盐。
18.根据权利要求16或17所述的电极，其中所述附加金属离子呈选自所述酸，优选所述羧酸，优选所述二羧酸，优选所述芳族二羧酸，优选对苯二甲酸的烷氧基化酯的金属盐的形式，并且其中所述烷氧基化酯优选地衍生自脂族二醇，优选c2-10脂族二醇，优选c2-6脂族二醇，优选c2、c3或c4脂族二醇，更优选乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇，更优选乙二醇。
19.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述附加金属离子是锂离子并且呈选自以下的锂盐的形式：双(三氟甲磺酰基)亚胺(litfsi)、六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、硫氰酸锂(liscn)、六氟砷酸锂(liasf6)、三氟甲磺酸锂(licf3so3)、溴化锂(libr)、碘化锂(lii)、双(三氟甲磺酰亚胺)锂(lin(cf3so2)2)、三(三氟甲磺酰基)甲基化锂(lic(cf3so2)3)、原硅酸锂、三氟乙酸锂(licf3co2)、双(氟亚硫酸)氨基锂(lin(fo2s)2)、对苯二甲酸二锂(dlta)、间苯二甲酸二锂、乙醇酸锂、苯甲酸锂、乙酸锂、碳酸锂、高氯酸锂、原硅酸锂、磷酸锂、水杨酸锂、琥珀酸锂、双(草酸)硼酸锂和双羟基乙基对苯二甲酸二锂(dl-bhet)。
20.根据任一前述权利要求所述的电极，其中所述附加金属离子是锂离子并且呈选自以下的锂盐的形式：对苯二甲酸二锂(dlta)、间苯二甲酸二锂、双羟基乙基对苯二甲酸二锂(dl-bhet)和licf3so3。
21.根据权利要求1至16中任一项所述的电极，其中所述附加金属离子是钠离子并且呈选自以下的钠盐的形式：硝酸钠(nano3)，高氯酸钠(naclo4)，四氟硼酸钠(nabf4)，六氟磷酸钠(napf6)，双(三氟甲磺酰基)亚胺钠(natfsi)，双(三氟甲烷)磺酰亚胺钠(na[n(cf3so2)2])，六氟砷(v)酸钠(naasf6)，双(草酸硼酸)钠(“nabob”)，其中x＝cl、br或i的卤化钠(nax)，硫氰酸钠(nascn)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·桑基，史蒂芬·琼斯，梅甘·艾丽西亚·梅伯恩，卢西恩·斯霍斯塞勒，戴维·特纳，
申请(专利权)人：杜邦帝人薄膜美国有限合伙，
类型：发明
国别省市：
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