用于形成发泡的电极结构的方法技术

一种电极结构，可包括与电子传导性基材接触的电子传导性泡沫体。在一些实施方案中，所述泡沫体可通过使用电子传导性材料涂覆与基材接触的多孔的前体材料并且随后移除所述前体而形成。在一些实施方案中，所述泡沫体通过移除与基材接触的复合材料中的非电子传导性成分，留下与基材接触的电子传导性成分而形成。电极结构可使用传导性材料涂覆，或在升高的温度下烧结以改善其耐久性和传导性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及形成电极，更特别地涉及用于产生含有电子传导性泡沫体以及电子传导性基材的电极结构的工艺技术。
技术介绍
电极用于从一些介质(medium)供给电子和移除电子，并典型地由金属或金属合金制成。电化学电池使用电极来促进电化学相互作用过程中的电子传送和传输。蓄电池或电化学存储设备可以以流电(galvanic)和电解容量使用电极，分别对应于放电过程或充电过程。电化学反应通常发生在电解质和电极的界面处或附近，其可以扩展至外电路，通过该外电路可以施用或提取电功率。电极典型地与集流体接触布置，以便吸取和/或供给电力。为了减少系统损耗，在电极和集流体之间的界面处必须有充分的电接触。该界面的品质可能取决于用于制备电极和集流体的工艺步骤，以及用于布置电接触的两个部件的组装步骤。很多的工艺步骤，包括机械和化学的相互作用，典型地需要完成上述组装的制备电极和集流体。这些众多的工艺步骤往往使用多个子组件，可能会增加成本，增加基础结构的要求，并且引入制造错误发生的机会。因此，期望减少和/或合并制备电极结构所需的工艺步骤。
技术实现思路
鉴于上述内容，提供了用于形成电极结构的技术、组合物以及配置，该结构包括与一个或多个电子传导性基材接触的一个或多个电子传导性泡沫体。在一些实施方案中，本专利技术提供了在电子传导性基材上直接形成电子传导性泡沫体的技术。在一些方法中，直接在电子传导性基材上形成电子传导性泡沫体可减少和/或合并用于形成电极结构的工艺步骤。在一些实施方案中，可将前体材料与电子传导性基材(例如金属)接触布置，其中在基材的表面和前体材料之间可存在界面。前体材料可为聚合物泡沫体、聚合物浆料、干燥的聚合物浆料、任何其它的合适的前体材料、或它们的任何合适的组合。在一些实施方案中，与基材接触的前体材料在与基材接触时可以进一步处理(例如干燥、固化)。例如，镀覆或涂覆工艺可应用于互相接触的前体材料和基材的子组件。镀覆或涂覆工艺可包括使用电子传导性材料(例如金属)涂覆前体材料和基材的全部或部分，形成遍及前体材料体积的电子传导性网络。可基本移除(例如热解)镀覆的前体材料，以及镀覆的前体材料的一个或多个部件，由此留下与基材接触的电子传导性泡沫体。在一些实施方案中，前体材料中可包括活性材料，和/或可将活性材料引入到电子传导性泡沫体中。在一些实施方案中，电子传导性泡沫体可在升高的温度下烧结。基材和泡沫体可以是任何合适的形状，包括平坦板材、弯曲板材、圆顶状、或任何其它合适的形状或它们的组合。在一些实施方案中，多个第一颗粒可与多个第二颗粒以及液体试剂组合以形成浆料。浆料可包括至少一种电子传导性的成分和至少一种非电子传导性的成分，该非电子传导性的成分可包括但是不限于一种或多种共聚物颗粒、粘合剂、液体试剂、任何其它合适的非电子传导性材料或它们的任何合适的组合。至少一个浆料的邻接层可形成在电子传导性基材的表面上。该层在厚度上可以是均勻的、或不均勻的，可以在基材的表面上是邻接的， 或不邻接的。在一些实施方案中，在基材的表面上可以形成多于一个邻接层。基本上所有的(也就是全部或几乎全部)的液体试剂可从浆料的至少一个邻接层上移除，以留下固体的复合材科，其中固体的复合材料可保持与基材的表面接触。例如，可通过干燥，加热，任何其它的合适的移除工艺，或它们的任何组合来移除液体试剂。基本上所有的多个第一颗粒可从复合材料中移除(例如热解)，其中剩余的多个第二颗粒可形成与基材接触的相应的电子传导性泡沫体。 在一些实施方案中，复合材料可与电子传导性基材接触布置。复合材料可包括至少一种电子传导性的成分和至少一种非电子传导性的成分，该非电子传导性的成分包括但不限于一种或多种聚合物泡沫体、干燥的聚合物浆料、任何其它合适的非电子传导性材料或它们的任何合适的组合。复合材料可以是包括两种或更多种类型的颗粒的复合浆料。例如，复合材料可以是包括液体试剂(例如有机溶剂)，电子传导性的颗粒(例如金属)以及非电子传导性的颗粒(例如聚合物)的浆料。在一些实施方案中，在与基材接触时可以对复合浆料进行进一步的处理(例如干燥、固化)。非电子传导性的成分，或任何其它的成分， 可基本上从干燥的复合浆料中移除(例如热解)，由此留下与基材接触的电子传导性泡沫体。附图说明图1显示了根据本专利技术的一些实施方案的双极性电极单元(BPU)的说明性结构的示意性的横截面图；图2显示了根据本专利技术的一些实施方案的图1中的BPU的叠层的说明性结构的示意性的横截面图；图3显示了根据本专利技术的一些实施方案的单极性电极单元(MPU)的说明性结构的示意性的横截面图；图4显示了根据本专利技术的一些实施方案的含有两个图3中的MPU的器件的说明性结构的示意性的横截面图；图5显示了根据本专利技术的一些实施方案的说明性固相泡沫体的立方块；图6显示了根据本专利技术的一些实施方案的带有切去部分的说明性的电极结构；图7显示了根据本专利技术的一些实施方案的产生电极结构的说明性流程图；图8显示了根据本专利技术的一些实施方案的产生电极结构的说明性流程图；图9显示了根据本专利技术的一些实施方案的产生电极结构的说明性流程图；图10显示了根据本专利技术的一些实施方案的产生电极结构的说明性流程图11显示了根据本专利技术的一些实施方案与基材接触的前体材料的示例性的侧面正视图(side elevation view)；图12显示了根据本专利技术的一些实施方案从线XII-XII截取的图11的元件的说明性的俯视图；图13显示了根据本专利技术的一些实施方案的在前体材料和基材之间的界面的说明性的部分横截面图；图14显示了根据本专利技术的一些实施方案涂覆有电子传导性材料的图13的界面的说明性的部分横截面图；图15显示了根据本专利技术的一些实施方案的图14中的界面的说明性的部分横截面图；图16显示了根据本专利技术的一些实施方案与基材接触的复合材料的说明性侧面正视图；图17显示了根据本专利技术的一些实施方案从线XVII-XVII截取的图16的元件的说明性俯视图；图18显示了根据本专利技术的一些实施方案的在复合材料和基材之间的界面的说明性的部分横截面图；图19显示了根据本专利技术的一些实施方案的在电子传导性泡沫体和基材之间的界面的说明性的部分横截面图；图20显示了根据本专利技术的一些实施方案的在复合材料和基材之间的界面的说明性的部分横截面图；以及图21显示了根据本专利技术的一些实施方案的在电子传导性泡沫体和基材之间的界面的说明性的部分横截面图。具体实施例方式本专利技术提供了用于形成电极结构的方法，组合物以及配置，该电极结构包括与一个或多个电子传导性基材接触的一种或多种电子传导性泡沫体。本专利技术提供了用于直接在电子传导性基材上形成电子传导性泡沫体的方法，组合物以及配置。本专利技术的的电极结构和组件可应用于能量存储器件，例如蓄电池、电容器、或可存储或提供电能或电流的任何其它能量存储器件，或它们的任何组合。例如，本专利技术的电极结构和组件可在单极性电极单元 (MPU)或双极性电极单元(BPU)中实现，或可应用于MPU或BPU的一个或多个表面。应当理解，虽然在层叠的能量存储器件的上下中描述了本专利技术，但所讨论的概念可适用于任何电池间(intercellular)电极结构，包括但不限于平行板、棱柱、折叠、卷绕和/或双极性的结构、任何其它合适的结构或其任何组合。在一些实施方案中，电极可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·K·韦斯特，J·雷加拉多，周昕，N·西塔，
申请(专利权)人：G四协同学公司，
类型：发明
国别省市：