CN102742047A - 光化学和电子束辐射固化电极粘合剂以及包括其的电极 - Google Patents

光化学和电子束辐射固化电极粘合剂以及包括其的电极 Download PDF

Info

Publication number
CN102742047A
CN102742047A CN2010800555876A CN201080055587A CN102742047A CN 102742047 A CN102742047 A CN 102742047A CN 2010800555876 A CN2010800555876 A CN 2010800555876A CN 201080055587 A CN201080055587 A CN 201080055587A CN 102742047 A CN102742047 A CN 102742047A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
adhesive
mixture
rubber polymer
adhesive application
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800555876A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102742047B (zh
Inventor
G·E·沃尔克
J·阿诺德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Actega Radcure Inc
Miltec Corp
Original Assignee
Actega Radcure Inc
Miltec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Actega Radcure Inc, Miltec Corp filed Critical Actega Radcure Inc
Publication of CN102742047A publication Critical patent/CN102742047A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102742047B publication Critical patent/CN102742047B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

提供了一种用于制造电极的方法，该方法使用电子束（EB）或光化辐射固化电极粘合剂聚合物。还公开了一种方法，用于混合特定的光化或EB辐射固化化学前驱体与电极固体颗粒，将该混合物施加到电极集流体，然后向集流体施加光化或EB辐射以固化聚合物，从而将电极材料粘合到集流体。还提供了锂离子电池、双电层电容器以及由其制备的部件。

Description

光化学和电子束辐射固化电极粘合剂以及包括其的电极
技术领域
本发明属于可用于碱金属离子二次（可充电）电池的电极的技术领域，尤其属于锂离子二次电池技术领域，且属于双电层电容器及其制造方法。
背景技术
已经发现，包括电池和双电层电容器（EDLC）的电化学装置在电源中有很大的用处，包括便携式装置的电源和汽车辅助电源。例如，锂离子电池是一种用于诸如手机、音乐播放器、便携式电脑等便携式电子装置的最常用的电池类型中的一种。锂离子电池具有很高的能量-重量比，没有记忆效应，且在不使用时电荷损耗慢。由于其高能量密度，锂离子电池还越来越多地应用于军事、电动车辆以及航天应用。
锂离子电池的基本工作单元为电化学电池。电化学电池包括两个电极，即阳极和阴极，由电解质隔开并通过其连接。阳极通常为导电材料的薄金属片，诸如铜，其被称为阳极集流体并包覆有固体阳极材料颗粒。该固体颗粒通过粘合剂材料被彼此固定并被固定到阳极集流体，该粘合剂材料通常为可保持附着力和硬度且在使用中不会膨胀或碎裂的聚合物。典型的阳极颗粒包括碳（通常为石墨）和硅基材料。包覆在集流体上的阳极材料的颗粒尺寸以标称直径计为几纳米至几微米。
锂离子电池的电解质可以为液体、固体或凝胶体。对于液体电解质，利用隔离物将阳极与阴极隔分开。典型的隔离物为薄多孔聚合物片。聚合物中的孔隙空间充满电解质。典型的液体电解质为下列物质的混合物：有机碳酸酯，诸如含有锂离子复合物的碳酸烷基酯（alkyl carbonate）；大致非配位的阴离子盐，诸如六氟磷酸锂（LiPF6）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、高氯酸锂（LiClO4）、四氟硼酸锂(LiBF4)以及三氟甲磺酸锂（LiCF3SO3）。典型的固体电解质为聚合物。品种繁多的材料可被用作凝胶体电解质。电解质被设计为承受阳极和阴极之间的电压，并在没有易燃风险的情况下提供锂离子的高迁移率。
锂离子电池中通常使用的阴极包括导电材料的薄金属片，诸如铝，其被称为阴极集流体，且包覆有固体阴极颗粒。该阴极固体颗粒通过固体聚合物粘合剂材料被彼此固定并被固定到阴极集流体，该粘合剂材料通常被制备为保持附着力和硬度且在使用中不会膨胀或碎裂的聚合物。典型的阴极材料包括诸如锂氧化物、钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物或钒氧化物等金属氧化物颗粒以及其他的诸如磷酸铁锂的锂化合物。阴极材料经常还包括少量的碳，以提高电导率，然而这种碳通常不是阳极上的那种作为石墨的碳。包覆在集流体上的阴极材料的颗粒尺寸以标称直径计为几纳米至几微米。
EDLC还被称为超级电容器（supercapacitor）或超电容器（ultracapacitor），是一种电化学电容器，与传统电容器相比，其具有不寻常的高能量密度。EDLC包括两个独立的被中介物质分离的结构相同的电极，该中介物质可提供有效的电荷分离，尽管该层的物理间隔极其薄（在纳米级）。EDLC的电极采用了集流体，通常是类似于锂离子电池阴极的集流体的一种集流体，诸如铝。为改善存储密度，利用粘合剂向集流体的表面施加纳米多孔材料，通常为诸如石墨或活性炭的碳颗粒，所述粘合剂通常被生产为在使用中保持附着力和硬度且不膨胀或碎裂的聚合物。所述碳的颗粒尺寸以标称直径计大致为几纳米至几微米。然后将电极碳的孔隙填充中介物质，即液体或凝胶体的电解质。典型的液体电解质为有机碳酸烷基酯，其可包括经选择的锂盐。
形成诸如锂离子电池中或EDLC中的电极的典型过程包括：
1）用溶剂将聚合物粘合剂材料形成为溶液，从而使该溶液具有合适的低粘度，以便与固体颗粒混合后被施加到集流体上。
2）向低粘度粘合剂溶液中混合电极固体颗粒，电极固体颗粒约为溶剂的20-80wt.%，特别地，约为溶剂的50wt.%，以形成糊剂。
3）利用常规的涂覆技术将该糊剂以薄层（通常为10-200微米）的形式涂覆到集流体上。
4）被涂覆的集流体穿过热干燥炉，在那里溶剂被释放且粘合剂聚合物凝固。
5）电极穿过一对被窄间隙（例如5-200微米）隔开的旋转辊，以将集流体涂层压紧至特定厚度。
6）通常地，电极集流体的两侧均涂覆有阳极/阴极颗粒且均经过前述步骤的处理。
电极制造中所涉及的前述的现有技术具有多重缺点，对制造成本具有直接影响。这些缺点包括但不限于：
a）用于溶解聚合物粘合剂材料的溶剂必须被蒸发，这需要大量的热能输入。
b）大量的能源低效与热干燥有关。
c）蒸发的溶剂必须回收，并处理或再利用。
d）干燥聚合物粘合剂材料所需的炉会占用大量制造空间和显著的资金成本。
e）在干燥炉中干燥聚合物粘合剂材料所需的时间延长了制造电极所需的时间。
本领域所需的是形成电极的改进的材料和方法。例如，用于锂离子阴极和阳极和EDLC电极的改进的粘合剂材料将是非常有用的。
发明概述
根据一个实施方式，公开了一种电极，包括集流体和附着在该集流体表面的交联聚合物层。所述聚合物层可包括由橡胶聚合物形成的交联基体。例如，所述橡胶聚合物可包括异戊二烯、丁二烯、环戊二烯、亚乙基降冰片烯或乙烯基降冰片烯的单体单元，或它们的组合。有利的是，所述交联基体可通过光化辐射或电子束（EB）固化而形成。正因为如此，该交联基体还可包括与所述交联橡胶聚合物成共价键的反应光化辐射或EB固化交联剂。
所述交联聚合物层还包括微粒材料。所述微粒材料包括碳，诸如石墨烯、活性碳、石墨、低硫石墨、碳纳米管或其组合。交联聚合物层可包括微粒材料，诸如金属氧化物盐、锂化合物等。
电极可选地保持为邻接于附加层，诸如第二电极、隔离物、电解质层，等等。举例来说，电极在电池中，例如锂离子电池或双电层电容器（EDLC）中，可邻接于另一层。
还公开了一种用于形成所述电极的方法。例如，该方法可包括将粘合剂涂覆组合物与电极微粒材料混合以形成混合物。所述粘合剂涂覆组合物可包括官能化橡胶聚合物。另外，该粘合剂涂覆组合物可包括能够在受到光化辐射或EB辐射下形成共价键的交联剂。所述粘合剂涂覆组合物可具有小于约20帕秒（Pascal seconds）的熔融粘度，从而能够形成涂覆物层。
该方法还可包括将所述混合物施加到集流体表面以形成层，并将该层接受光化辐射或电子束辐射，从而使官能化橡胶聚合物交联。
该粘合剂涂覆组合物可包括附加材料，诸如活性稀释剂、湿润剂、光引发剂，等等。在一个实施方式中，交联剂还可用作稀释剂。
附图说明
图1为本文公开的电极制造方法的一个实施方式的平面示意图。
图2为本文公开的电极制造方法的另一个实施方式的平面示意图。
图3为根据本发明的一个实施方式的锂离子电化学电池的剖视图。
图4为根据本发明的一个实施方式的EDLC的剖视图。
图5为本文公开的电化学电池的首次充电和放电曲线。
图6为本文公开的另一个电化学电池的首次充电和放电曲线。
图7为本文公开的另一个电化学电池的首次充电和放电曲线。
发明详述
现在将详细地参考本发明主题的各个实施方式，其中的一个或多个实施例载列如下。所提供的每个实施例是为解释而非限制所述主题，事实上，对本发明所做出的各种修改和变化都不脱离本发明的范围和精神，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征，可以在另一个实施例中使用以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖这种修改和变化。
总体上，本发明涉及一种无需上述高成本的炉干燥或溶剂处理的制造电极的方法，并涉及包含这种电极的产品，如锂离子电池、EDLC和其他产品。特别地，所公开的电极包括可用光化辐射或电子束（EB）辐射固化的聚合物粘合剂材料。此处使用的术语光化辐射旨在指能够产生光化学效应的电磁辐射。例如，所公开的聚合物粘合剂材料可被紫外（UV）或可见光光谱内的光化辐射固化，紫外（UV）或可见光均可包括光化辐射。还公开了将光化辐射或EB固化化学前驱体与固体颗粒相混合，将该混合物施加到电极集流体，随后将被涂覆的集流体置于合适的辐射中以共价地交联并固化聚合物，由此将各个颗粒相互粘结并将其粘结到交联的聚合物基体上，还将电极材料粘结到集流体的一种工艺。
到目前为止，传统的UV和EB固化粘合剂树脂还没有成功地应用在电极制造中。通常认为这归因于电极工作条件中出现的极端条件，例如锂离子电池的高温性和腐蚀性。大多数传统的粘合剂树脂对于金属的附着性较差和/或对于例如电解质材料的化学耐性较差。
本文公开的官能化聚合物为EB和/或光化辐射固化，并可在电极制造中用作粘合剂。
所公开的聚合物材料显示出对集流体（例如铜或铝）的良好的附着性，同时对出现于电池和EDLC中的苛刻工作条件以及电解质材料提供必要的稳定性。
根据一个实施方式，官能化聚合物可基于橡胶聚合物。适用的示例性橡胶包括官能化的聚异戊二烯和/或聚丁二烯橡胶。美国专利No.4,218,349通过引用被包含于此，其描述了聚异戊二烯基橡胶组合物及其可适于用在本发明中的产品。美国专利No.5,300,569通过引用被包含于此，其描述了聚丁二烯基橡胶组合物及其可适于用在本发明中的产品。但是，所公开的粘合剂并不限于仅包括异戊二烯和/或丁二烯聚合物的橡胶。可被用于形成粘合剂的官能化橡胶低聚物和聚合物可包括异戊二烯、丁二烯、环戊二烯、亚乙基降冰片烯以及乙烯基降冰片烯单体单元中的至少一种，或其组合。
橡胶聚合物或低聚物可被官能化为包括改进金属附着性和/或改进以EB或光化辐射交联的固化性的反应基。例如，可使用羧化、丙烯酸改性的、乙烯基、乙烯基醚或环氧官能化的聚异戊二烯和/或聚丁二烯橡胶，其可用电子束或光化紫外辐射来固化。示例的官能化聚合物可在商业上获得，例如，
Figure BDA00001737942000051
树脂，来自Elementis，海茨敦,新泽西州；树脂，来自Chemtura,Middlebury,康奈提格州；液态异戊二烯橡胶（LIR），来自Kuraray Co.Pasadena,德克萨斯州；以及来自Sartomer Co.,Exton,宾夕法尼亚州的液态丁二烯橡胶(LBD)，诸如和
Figure BDA00001737942000054
树脂，或者来自San Esters,纽约,纽约州的BAC树脂。
在一个实施方式中，粘合剂可具有异戊二烯骨架，其具有悬挂在其上的一个或多个活性基团。已经发现，这些粘合剂在形成电极时，例如锂离子电池中有用的阴极和阳极，可产生如聚合物粘合剂的典型结果。合适的粘合剂的一个实施方式含有羧化甲基丙烯酸异戊二烯骨架，其具有如下通式：
Figure BDA00001737942000061
其中m在约10至约1000之间，或在约100至约1000之间，或在约200至约500之间；以及n在1至约20之间，或在1至约10之间，或在约2至约10之间，或在约2至约5之间。
合适的粘合剂的另一个实施方式含有羧化甲基丙烯酸丁二烯骨架，其具有如下通式：
其中m在约10至约1000之间，或在约100至约1000之间，或在约200至约500之间；以及n在1至约20之间，或在1至约10之间，或在约2至约10之间，或在约2至约5之间。
合适的粘合剂的另一个实施方式含有丁二烯骨架，其具有如下通式：
其中n在约5至约2000之间，或在约10至约1500之间，或在约100至约1000之间。
当然，粘合剂可包括多种不同的骨架片段。
例如此处包含异戊二烯-丁二烯共聚物。粘合剂所具有的分子量大致上从约7000至约10000，或从约10000至约100000，或从约10000至约50000，或从约15000至约40000。
橡胶粘合剂聚合物可被包含在粘合剂涂覆组合物中，其含量为粘合剂涂覆组合物的约20wt.%至约100wt.%，从约25wt.%至约75wt.%，从约30wt.%至约70wt.%，或从约40wt.%至约60wt.%。
合适的官能化异戊二烯基以及丁二烯基的橡胶可包括但不限于：可从Kuraray Co.,Pasadena,德克萨斯州获得的UC-102,UC-105到UC-203；以及以CN301,CN303和CN307为名称销售的低聚物，可从Sartomer Co.,Exton,宾夕法尼亚州获得。
此处公开的光化辐射/EB固化聚合物粘合剂可具有小于约2000Pa·s的熔融粘度（在38°C），例如约5至约500Pa·s，或约20至约200Pa·s。在以所公开的粘合剂形成电极的过程中，为了降低粘度以更容易地涂覆，可加入活性稀释剂。根据聚合物的特性，可添加活性稀释剂以将粘合剂涂覆组合物的粘度降低至约10Pa·s以下，例如小于约5Pa·s，小于约1.5Pa·s，或小于约1Pa·s。此处使用的术语粘合剂涂覆组合物旨在指固化前施加在集流体上的组合物，其不包括将与粘合剂涂覆组合物一起被施加到集流体上的任何微粒材料。例如，术语粘合剂涂覆组合物指与金属锂氧化物微粒或石墨微粒预混合之前以及固化之前的组合物。
可以理解的是，可使用熔融粘度高于约2000Pa·s的聚合物，这会需要大量的稀释剂以降低粘合剂涂覆组合物以达到合适的涂覆粘度。如果稀释剂的量大大超过聚合物的量，会遇到处理困难且很难达到交联聚合物粘合剂所需的性质。一般来说，存在的活性稀释剂的量可高达粘合剂涂覆组合物的约90wt.%，例如约10wt.%至约90wt.%，约25wt.%至约75wt.%，或者约40wt.%至约60wt.%。稀释剂可被选择为不会降低附着到集流体的粘合剂的性质或粘合剂的化学耐性。另外，稀释剂具有的特性使其与聚合物粘合剂相容且不会与聚合物粘合剂大幅分离，例如在混合和施加粘合剂涂覆组合物的过程中。
活性稀释剂可与官能化橡胶聚合物反应以在固化过程中交联成基体。因此，可替代地，在本发明中活性稀释剂可指交联剂。被包括在此处的活性稀释剂的例子包括但不限于异冰片丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、烷氧基化已二醇二丙烯酸酯或其他任意既能在固化过程中与官能化橡胶反应物反应又能降低粘合剂涂覆组合物的熔融粘度的化合物，诸如丙烯酸脂。
粘合剂涂覆组合物可包括一种或多种并不必具有稀释功能的交联剂。例如，通过使用并不具有稀释功能的交联剂使具有合适的低熔融粘度的聚合物交联。此外，聚合物粘合剂涂覆组合物可包括交联剂的组合，例如活性稀释交联剂和不作为稀释剂的交联剂，两种或多种不同的活性稀释交联剂，两种或多种并不具有稀释功能的交联剂，等等。
粘合剂涂覆组合物的示例性的活性交联剂可包括那些受到EB和/或光化辐射时可反应的组合物。对于每种交联剂的特定辐射是本领域公知的。例如，交联剂可在受到UV光谱或可见光谱中的光化辐射下反应。交联剂的示例可包括但不限于单官能丙烯酸酯，双官能丙烯酸酯以及多官能丙烯酸酯和其他乙烯基化合物。合适的丙烯酸酯可以是直线的、枝状的、环状的或芳香族的。直线的丙烯酸酯可包括烷基丙烯酸酯，其中烷基含有4至20个碳原子。枝状的丙烯酸酯可包括枝状的烷基丙烯酸酯，其中烷基含有4至20个碳原子，诸如2-乙基已基丙烯酸酯或异硬脂丙烯酸酯（isostearylacrylate）。环状丙烯酸酯可包括二环戊基丙烯酸酯和n-乙烯基己内酰胺。芳香族丙烯酸酯可包括苯氧基乙基丙烯酸酯。双官能和多官能丙烯酸酯可包括1,6-己二醇二（甲基）丙烯酸酯，1,9-己二醇二（甲基）丙烯酸酯以及三环癸烷二甲醇丙烯酸酯。
聚合物粘合剂可与光引发剂一起被交联。例如，光引发剂可以为稀释剂组合物的成分之一。粘合剂涂覆组合物中存在的光引发剂的浓度可高达粘合剂涂覆组合物的约20wt.%，例如约1wt.%至约15wt.%，约1wt.%至约10wt.%，或者约1wt.%至约7wt.%。
示例性的光引发剂可包括二苯甲酮、羟苯乙酮、甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4,4’-双（二乙氨基）二苯甲酮、米希勒酮（Michler's Ketone）、4-(2-羟乙氧基)苯基-（2-羟基-2-甲基丙基）酮以及其他二苯甲酮衍生物、苄基甲基酮、2-苄基-2-N，N-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮；2-巯基苯并恶唑、樟脑醌、2-羟基-2-甲基-1-(4-叔丁基)苯丙酮、2-甲基-1-[4-(甲基苯硫基)-2-吗啉丙酮、马来酰亚胺、2,4,5-三甲基苯甲酰基-二苯基膦氧化物、二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)2,4,4-三甲基戊基)膦氧化物，二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物，源自上述物质的聚合物光引发剂及其组合。在一个实施方式中，可使用丙酮光引发剂，例如约70wt.%低聚(2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮和约30wt.%的2-羟基-2-甲基-1-苯丙酮的混合物，可从Lamberti美国，Inc.,Conshohocken,宾夕法尼亚州商业获得，商品名为
Figure BDA00001737942000081
KIP 150或KIP 100F。Lamberti美国,Inc.以名称KIP或
Figure BDA00001737942000082
销售的其他光引发剂也可以被使用，诸如Esacure S 303。其他聚合物光引发剂包括来自Palermo Lundahl Industries的PL-816A。在其他实施方式中，可以使用氧化物光引发剂。一种合适的氧化物光引发剂为二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物，可从Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,纽约州商业获得，其商品名为
Figure BDA00001737942000083
819。Ciba SpecialtyChemicals以商品名
Figure BDA00001737942000091
销售的其他光引发剂也是适于使用的。
粘合剂涂覆组合物可选地包括其他适用于所需的涂覆物性质的处理试剂。涂覆物组合物中使用的处理试剂可达到粘合剂涂覆组合物的约10wt.%，在一些实施方式中可达到约5wt.%，在一些实施方式中可达到约2wt.%。可用于粘合剂涂覆组合物中的处理试剂可包括但不限于偶联剂和附着力促进剂。合适的偶联剂为γ-缩水甘油氧基三甲氧基硅烷，诸如可从Momentive Performance Materials,奥尔巴尼,纽约州商业获得的
Figure BDA00001737942000092
A-187。
在一个实施方式中，湿润剂可被包含在粘合剂涂覆组合物中。湿润剂可改善粘合剂涂覆组合物、与粘合剂涂覆组合物混合的颗粒以及集流体衬底之间的接触和浸润。因此，含有湿润剂可改善粘合剂固化后的各个组分之间的附着性。
湿润剂可包括牺牲材料，其在粘合剂涂覆组合物固化前或固化过程中基本挥发，也可以包括在固化后依然保留在产品中的材料。例如，湿润剂在粘合剂固化后可以起到电解质的作用。示例性的湿润剂可包括但不限于丙酮、异丙醇、碳酸二甲酯等。通常地，可使用任何能够改善粘合剂涂覆组合物、颗粒和集流体之间的浸润及接触的溶剂或电解质材料。在一个实施方式中，蒸发快、低沸点温度的湿润剂是优选的。举例来说，湿润剂可具有低于约160°F(约71°C)的沸点。有利的是，通过使用低沸点的湿润剂，使得在UV/EB固化过程中，湿润剂可被消除，从而不再需要以前公知的工艺中的用于移除溶剂所需的大量能量输入。可替代地，可使用被设计为固化后保留在材料中的湿润剂，例如用作电解质。
现在参考附图，图1、2和3示出了向集流体2施加作为电极层5的电极微粒材料10（图3）和聚合的粘合剂涂覆组合物9的实施方式。尽管在图3中以分离的层示出，但是电极微粒材料10和粘合剂涂覆组合物是大致上混合作为单个电极层5而被施加到集流体2的。然后，通过使用光化和/或EB辐射，电极层5的聚合物被固化在集流体2上。交联形成附着到集流体的基体后，粘合剂能够显示出极佳的化学耐性，且在高温下不会溶解于电解质中，同时显示出对集流体的优异的附着性。
可被包含在电极中的微粒材料10可包括任何本领域公知的微粒材料，例如但不限于碳微粒材料，诸如石墨烯、活性碳、石墨、低硫石墨、碳纳米管、硅基材料等；金属氧化物盐，诸如锂、钴、锰、镍、钒的氧化物，等等。举例来说，微粒材料可包括锂化合物，诸如锂锰氧化物，锂钴氧化物，锂镍氧化物，锂镍钴铝氧化物，磷酸铁锂，锂镍锰钴(NMC)及他们的结合。
更详细地，参考图1、2和3，电极集流体送料辊提供电极集流体2。施料器3将电极微粒材料10与聚合物粘合剂涂覆组合物9混合并向移动的集流体2施加上述混合成分的薄层5。当然，如果需要的话，电极微粒材料10和粘合剂涂覆组合物9的各种成分可在添加到施料器3之前预混合。例如，碳微粒材料和固体粘合剂聚合物可首先在例如3辊磨机中被研磨。碳和粘合剂聚合物被混合后，可向该固体的研磨后的混合物中添加锂化合物和合适的稀释剂（以及任何附加成分，诸如附加的交联剂或光引发剂），降低混合物的熔融粘度并使混合物形成粘度合适的容易被铺开的糊剂。
施料器3将混合物作为电极层5而施加到集流体2。可通过传统的涂覆技术实现这种涂覆，诸如凹印（gravure）、柔印（flexo）、狭缝式模头挤出涂布（slot die）、逆转辊、辊式刮刀、平版印刷等等。
在形成电极层5后，该层可受到光化学和/或EB辐射，其可将电极层的官能化橡胶交联。例如，通过将粘合剂涂覆组合物经受UV、可见光和/或EB辐射以及必要时在存在光引发剂的情况下，组合物的交联剂能够与橡胶聚合物的反应官能团反应，在整个层中形成共价键，并由此牢固地将微粒材料封入交联网络中，还牢固地将电极材料层5粘合到集流体2。
在相对短的停留时间内进行光化辐射固化4和/或EB固化8使电极层5施加到电极集流体2且使其交联，可以提高生产速度并降低成本。可使用多个施料器台站3以形成多层电极涂覆物材料，可选地在这些层之间具有隔离物层，从而能够高速达到所需的最终厚度，例如约20FPM至约400FPM。
可被包括在电极层之间的隔离物可以是本领域公知的任何隔离物。例如，当形成EDLC或锂离子电池时，可被施加到邻接电极层之间的隔离物由聚合物薄层形成，诸如聚四氟乙烯(PTFE)，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或PP层和PE层的熔合层等等。
粘合剂涂覆组合物9在电极层5中存在的大致比例可为从约1wt.%至约20wt.%，例如从约2wt.%至约12wt.%，从约2wt.%至约6wt.%，或从约3wt.%至约5wt.%。通常涂覆物混合物以非常薄的层5被施加到电极集流体2。电极层5的厚度可为从约1至约500微米，从约5至约250微米，从约5至约200微米，或从约5至约150微米。电极层5可被施加到集流体2的一侧或两侧。图1和图2示出了将电极层5施加到集流体的每一侧的系统。
图1和图2描述了分别使用光化和EB辐射的装置4和8。根据粘合剂涂覆组合物的特性，可使用光化辐射装置4、EB辐射装置8或两者。
参考图1，电解质6可与电极集流体2和电极层5相结合。如本领域公知的，电解质6可以为固体、液体或凝胶体。例如，电解质6可以为有机电解质，诸如碳酸盐（例如含有锂离子复合物的碳酸乙烯酯或碳酸二乙酯），或含水电解质，例如氢氧化钾、硫酸或有机碳酸酯的液体混合物，例如含锂离子复合物（例如非配位的阴离子盐，诸如LiPF6，LiAsF6，LiClO4，LiBF4和LiCF3SO3）的碳酸烷基酯。如果电解质6为液体，则电解质层6中可包括聚合物隔离物。通常地，如果电解质6为固体或凝胶体，则无需电解质隔离物，尽管在这些实施方式中仍然使用了隔离物。如果电极层5被施加到集流体2的两侧，电解质6可被结合到集流体2的每一侧。然后该产品可穿过压辊7，压辊7可将上述各层压缩至所需厚度。如果需要的话，电子束辐射装置8可穿过电解质6以固化粘合剂材料。
参考图2，其示出了用于制造不包含电解质6的电极的工艺。图2中所描述的技术可与图1中所描述的技术相结合以组装诸如图3中所示的电化学电池11。例如，图1中所描述的工艺可被用于形成阳极或阴极（集流体2和电解质层5）以及电解质6。图2中所描述的工艺可被用于形成没有电解质6的对电极。图1和图2中所示的产品然后可组合在一起以形成电化学电池。
例如，图3大致示出了可根据本发明而形成的锂离子电化学电池11。如图所示，电池11包括集流体2，其每侧上设置有电极层5。电极层5包括阳极(-)或阴极(+)活性材料10以及可光化和/或EB固化的聚合物粘合剂涂覆物9。为了描述方便，图3以分离层的方式示出了电极材料10和粘合剂涂覆物9。电解质6以及可选的电解质隔离物（未示出）可设置在每个电极层5上。如本领域人员公知的，锂离子电池可根据需要包括任意数量的串联或并联的电化学电池11。如本领域人员公知的那样，除电池11外，根据本发明形成的锂离子电池还包括绝缘材料、外壳、控制电路、连接器等。另外，所述电池可以为任意类型的锂离子电池，诸如圆柱型、棱柱型、袋状型（pouch-type）或其他本领域可理解的电池。
类似地，第一电极和第二相同电极能够与位于其间的合适的电解质和隔离物组装在一起，以形成EDLC。例如，参考图4，EDLC 40可包括第一铝集流体42和第二铝集流体43。第一和第二集流体42、43可被隔离物46隔离。分别位于隔离物46两侧的第一层44和第二层45可以相同或不同。例如，层44和45均可包括混合在一起的可光化/EB辐射固化的粘合剂50以及微粒52，例如石墨。隔离物46可为任何的标准隔离物，例如多孔PTFE薄膜。
本发明可提供众多优点。例如，所公开的方法可显著降低电极的制造成本，因而由此降低所生产产品的制造成本。本发明的优点可包括但不限于：
a）大幅减少用于固化电极粘合材料的处理时间。
b）通过在光化和/或EB辐射固化台站的场所中消除对热固化炉和相关的热干燥的低效能源的需要，大幅降低了资金及操作成本。
c）大幅减少了随热固化而发生的空间、建筑和基础设施和维护。例如，现有的加热线为100英尺（ft）长，以每分钟10-20英尺的速度运转；两个UV灯可装配为2英尺的长度（可替代100英尺的生产线）并以200英尺/分钟生产电池。因此，为了使加热线扩展到以每分钟200英尺的速度运转，生产线中的加热线部分必须增加到1000-2000英尺长，或者建筑物需要额外增加0.2-0.4英里长。
d）大大减少或消除对有机溶剂的需要，从而可大幅降低或消除挥发性有机化合物（VOC）的采购、回收、处理的成本。
通过以下实施例可更好地理解本发明。
实施例1-4
示出了在铝衬底上形成光化和/或EB辐射固化的涂覆物能力，且在锂离子电池模拟条件下仍附着到衬底的能力。测试了4个样品。下表1中示出了每个样品的成分。以重量百分比示出各个成分的值。对于每个样品，粘合剂涂覆组合物被涂覆到2"×2"的铝箔样品上。然后每个样品被UV固化并称重。固化后，样品被放置到容器中并浸入到40wt.%碳酸乙烯酯和60wt.%的碳酸二乙酯的混合物中，并放入炉中。该炉被保持在约140°F两星期。在约一小时的测试时间里，炉温达到约180°F。炉的温度和气氛用于模拟工作锂离子电池中通常的温度和电解质组成。下表1中还示出了测试的结果。
表1
Figure BDA00001737942000131
1活性环氧丙烯酸酯低聚物/单体混合物可从Sartomer Co.,Exton,宾夕法尼亚州获得。
2光引发剂可从Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,纽约州获得。
3活性液体橡胶低聚物可从Kuraray Co.Ltd.,Pasadena,德克萨斯州获得。
4聚乙二醇200二丙烯酸酯活性稀释剂单体，可从Sartomer Co.,Exton,宾夕法尼亚州获得。
5异冰片丙烯酸酯活性稀释剂单体，可从Sartomer Co.,Exton,宾夕法尼亚州获得。
6UV光引发剂可从Lamberti USA,Inc.,Conshohocken,宾夕法尼亚州获得。
7UV光引发剂可从Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,纽约州获得。
8γ-缩水甘油氧基三甲氧基硅烷偶联剂可从Momentive PerformanceMaterials,Albany,纽约州获得。
如图所示，包含UC-102的样品1和2所生成的涂覆物牢固地附着到铝衬底，浸入碳酸酯混合物两星期后重量增加最小。相反地，样品3使用了活性环氧丙烯酸酯低聚物/单体混合物（被20wt.%的己二醇二丙烯酸酯稀释的双酚环氧丙烯酸酯低聚物），其生成的涂覆物从铝衬底上剥离且重量增加了2.7%。同样地，由95wt.%的活性稀释剂单体和5wt.%的光引发剂组成的样品4所生成的涂覆物也基本剥离，且重量增加了9.9%。样品1和2为用于电极粘合剂的合适的混合物。样品3和4显示，通常的丙烯酸酯混合物不适于用作电极粘合剂。
实施例5
约200克的90wt.%的LiMn2O4，6wt.%的炭黑以及4wt.%的含约50wt.%的UC-102和50wt.%的异冰片丙烯酸酯活性稀释剂的混合物被分批的混合在实验室级磁力辅助作用涂覆装置（Magnetically Assisted Impact Coatingdevice，MAIC)中。MAIC装置内的测试结果显示成功地将UC-102和异冰片丙烯酸酯的液体混合物作为涂覆物涂覆在了固体LiMn2O4和碳颗粒的表面。
实施例6
实施例5中的涂覆有UC-102和异冰片丙烯酸酯的混合物的LiMn2O4和碳颗粒被干燥并被施加到铝箔衬底。然后该材料以50兆拉德（Mrad）的辐射剂量被EB固化。EB固化后，旋转铝衬底以观察材料与铝的粘接质量。没有大量的材料仍附着在衬底上。
实施例7
实施例5中的涂覆有UC-102和异冰片丙烯酸酯的混合物的LiMn2O4和碳颗粒与以体积计40%的丙酮相混合，并被以约10密耳的层而施加到铝箔衬底上。加入以体积计约40%的丙酮作为湿润剂，用于充分降低混合物的粘度，以使材料能够涂覆在铝箔衬底上。该材料然后被空气干燥若干秒以使丙酮蒸发。丙酮充分蒸发后，然后该材料以50兆拉德（Mrad）的辐射剂量被EB固化。EB固化后，旋转铝衬底以观察材料与铝的粘接质量。该材料仍充分地附着在衬底上。
实施例8
实施例5中的涂覆有UC-102和异冰片丙烯酸酯的混合物的LiMn2O4和碳颗粒与以体积计约40%的碳酸二甲酯电解质相混合，并以约10密耳的层被施加到铝箔衬底上。以体积计约40%的碳酸二甲酯作为湿润剂被添加到该混合物中以改善粘合剂与铝之间的接触。然后该材料以50兆拉德（Mrad）的辐射剂量被EB固化。在EB固化之前该材料没有完全干燥。EB固化后，旋转铝衬底以观察材料与铝的粘接质量。该材料仍充分地附着在衬底上。该结果表明，湿润剂电解质可改善粘合剂与铝箔之间的接触，从而当粘合剂被固化时其具对铝箔的附着性更好。电解质对铝箔无附着性且不会变为聚合物的一部分。
如实施例6-8中所示，在光化或EB辐射聚合中，需要少量的湿润剂以改进粘合剂、颗粒与铝箔衬底之间的接触。实施例8示出，诸如锂离子电池中常用的电解质材料可被用作湿润剂，用于改进颗粒、粘合剂与铝箔衬底之间的浸润。公认的，在制造过程中，一些电解质材料的亲水特性需要湿度控制。
实施例9
使用磁力辅助作用涂覆技术制备涂覆有6wt.%的粘合剂涂覆组合物的90wt.%的LiMn2O4和4wt.%碳颗粒的混合物，该粘合剂涂覆组合物包括47wt.%的UC-102，47wt.%的异冰片丙烯酸酯以及4wt.%的Esacure KIP100F和0.5wt.%的Irgacure 819光引发剂和1.5wt.%的Silquest A-187偶联剂。使用平面刮刀将这种阴极涂覆材料伸展到约26微米厚的铝箔衬底上，并伸展成约26微米厚、一英寸宽，其中铝箔衬底已经用5%的醋酸溶液浸泡、清洗10秒。然后涂覆后的铝箔穿过双辊宝石压机（two roller jeweler'spress），以在铝箔、固体颗粒和粘合剂之间形成更大的接触。然后使用由Miltec MP-400电源供电的400瓦/英寸的D灯和Fusion I250辐照器，将该结构两次暴露在光化学UV辐射下。在宝石压机中，使用约10%至约40%的阴极涂覆材料的压实比来重复该过程。UV固化后，旋转铝衬底以观察阴极颗粒与铝以及阴极颗粒之间的附着性。在所有情况下，颗粒与铝之间的附着不理想，小于5%附着；以及颗粒之间的附着也不理想，小于10%。
实施例10
使用磁力辅助作用涂覆技术制备混合至6wt.%的粘合剂涂覆组合物的90wt.%的LiMn2O4和4wt.%碳颗粒的混合物，该粘合剂涂覆组合物包括47wt.%的UC-102，47wt.%的异冰片丙烯酸酯以及4wt.%的KIP100F和5wt.%的
Figure BDA00001737942000152
819光引发剂和1.5wt.%的A-187偶联剂。通过在烧杯中简单搅拌，使这种阴极涂覆材料与约15wt.%的作为湿润剂的异丙醇相混合。使用平面刮刀将该混合物施加到铝箔，并形成约26微米厚、1英寸宽。该箔已经用5%的醋酸溶液浸泡、清洗10秒。然后使用由Miltec MP-400电源供电的400瓦/英寸的D灯和Fusion I250辐照器，将该涂覆的箔两次暴露在光化紫外辐射下。皮带速度被调整为每分钟20英尺。该过程被重复，皮带速度增加到每分钟50英尺、每分钟100英尺然后是每分钟150英尺。UV固化后，旋转铝衬底以观察附着性能。当在20英尺/分钟、50英尺/分钟和100英尺/分钟时粘结性良好。在150英尺/分钟时，一些区域的附着性良好、其他区域内附着性差，表明该配方下固化速度要小于150英尺/分钟。
实施例11
使用标准的700RPM搅拌器制备40wt.%的碳颗粒和60wt.%的粘合剂的混合物，该粘合剂包括47wt.%的UC-102，47wt.%的异冰片丙烯酸酯以及4wt.%的
Figure BDA00001737942000161
KIP 100F和.5wt.%的
Figure BDA00001737942000162
819光引发剂和1.5wt.%的
Figure BDA00001737942000163
A-187偶联剂。然后该碳和粘合剂的混合物与作为湿润剂的异丙醇和量逐渐增加的LiCoO2相混合，直到最终混合物为以重量计7.5wt.%的碳与粘合剂混合物、25wt.%的异丙醇、67.5wt.%的LiCoO2。利用平面刮刀将这种混合物施加到铝箔衬底上，并形成为约26微米厚、一英寸宽，其中铝箔衬底已经用5%的醋酸溶液浸泡、清洗10秒。然后使用由Miltec MP-400电源供电的两个400瓦/英寸的D灯和Fusion I250辐照器，将该涂覆的铝两次暴露在光化紫外辐射下。皮带速度被调整为每分钟50英尺。颗粒之间的附着性以及颗粒与铝之间的附着性良好。通过短暂地暴露在UV灯腔体中，异丙醇湿润剂完全蒸发。固化皮带的速度被调整为每分钟100、150，然后是200英尺。通过折叠并翻转涂覆的铝来测试涂覆物的附着性。在三种固化速度下，附着性均良好。这表明通过使用UV固化粘合剂混合物，可以获得令人满意的将碳和典型活性锂阴极材料附着到集流体的附着性，其中该湿润剂包括湿润剂以便于沉积，涂覆物可在高达200英尺/分钟的处理速度下固化，该速度等于低于1秒钟的UV灯曝光停留时间。
实施例12
使用标准的700RPM搅拌器制备40wt.%的碳和60wt.%的粘合剂的混合物，该粘合剂包括47wt.%的CN301，23.5wt.%的异冰片丙烯酸酯以及23.5wt.%的SR-238HDODA和4.5wt.%的SM303光引发剂和1.5wt.%的Genorad 51分散剂。然后该碳和粘合剂混合物与作为湿润剂的异丙醇和量逐渐增加的LiCoO2相混合，直到最终混合物为以重量计7.5%的碳与粘合剂混合物、25%的异丙醇、67.5%的LiCoO2。利用平面刮刀将这种混合物施加到铝箔衬底上，并形成为约26微米厚、一英寸宽，其中铝箔衬底已经用5%的醋酸溶液浸泡、清洗10秒。然后使用由Miltec MP-400电源供电的两个400瓦/英寸的D灯和Fusion I250辐照器，将该涂覆的铝两次暴露在光化紫外辐射下。皮带速度被调整为每分钟50英尺。颗粒之间的附着性以及颗粒与铝之间的附着性良好。皮带速度被调整为100、150和200英尺/分钟，且通过折叠和翻转涂覆后的铝来测试附着性。在所有情况中，附着性均良好。
实施例13
使用标准的700RPM搅拌器制备40wt.%的碳和60wt.%的粘合剂的混合物，该粘合剂包括47wt.%的CN301，47wt.%的异冰片丙烯酸酯以及4wt.%的
Figure BDA00001737942000171
KIP 100F和.5wt.%的819光引发剂和1.5wt.%的
Figure BDA00001737942000173
A-187偶联剂。然后该碳和粘合剂混合物与作为湿润剂的异丙醇和量逐渐增加的LiCoO2相混合，直到最终混合物为以重量计7.5%的碳与粘合剂混合物、25%的异丙醇、67.5%的LiCo2O4。利用平面刮刀将该混合物施加到铝箔衬底上，并形成为约26微米厚、一英寸宽，其中铝箔衬底已经用5%的醋酸溶液浸泡、清洗10秒。然后使用由Miltec MP-400电源供电的两个400瓦/英寸的D灯和Fusion I250辐照器，将该涂覆的铝两次暴露在光化紫外辐射下。皮带速度被调整为200英尺/分钟，且通过折叠和翻转涂覆后的铝来测试附着性。附着性良好。然后涂覆的铝样品被浸入60%/40%的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯的混合物中，并保持在140°F下两个星期。两星期的测试期后，重量增量基本为零，与铝的附着性以及与颗粒的附着性良好。这表明，使用UV固化粘合剂混合物来施加阴极涂覆物，并在200英尺/分钟的处理速度、小于1秒的UV辐射曝光时间下固化该阴极涂覆物，可在暴露于锂离子电池电解质环境2星期后保持附着性和物理完整性。
实施例14
使用标准的700rpm搅拌器制备40wt.%的碳和60wt.%的粘合剂的混合物，该粘合剂包括47wt.%的CN301，23.5wt.%的异冰片丙烯酸酯以及23.5wt.%的CD563AHDODA和.4.5wt.%的SM303光引发剂和1.5wt.%的Genorad 51分散剂。然后该碳和粘合剂混合物与作为湿润剂的异丙醇和量逐渐增加的LiCoO2相混合，直到最终混合物为以重量计7.5%的碳与粘合剂混合物、25%的异丙醇、67.5%的LiCoO2。利用平面刮刀将这种混合物施加到铝箔衬底上，并形成为约26微米厚、一英寸宽，其中铝箔衬底已经用5%的醋酸溶液浸泡、清洗10秒。然后使用由Miltec MP-400电源供电的两个400瓦/英寸的D灯和Fusion I250辐照器，将该涂覆的铝两次暴露在光化辐射下。皮带速度被调整为200英尺/分钟，且通过折叠和翻转涂覆后的铝来测试附着性。附着性良好。然后涂覆的铝样品被浸入60%/40%的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯的混合物中，并保持在140°F下两个星期。两星期的测试期后，重量增量基本为零，与铝的附着性以及颗粒之间的附着性良好。
实施例15-17
示出了以锂离子电池阴极形式的UV固化粘合剂的性能，其通过多次循环可以令人满意地充电和放电，该多次循环是采用了典型活性电极化合物（诸如LiCoO2和LiMn2O4）的锂离子电池阴极的典型操作。测试了3个样品。下表2中示出了阴极集流体涂覆物成分。每个样品由26微米厚的约2英寸×6英寸的铝薄片构成，该铝薄片最初涂覆有粘合剂混合物、碳、锂化合物和作为湿润剂的异丙醇的组合物。粘合剂混合物以及碳首先在D-10混合器中被混合，该混合器可从Pleasant View,田纳西州的H.DukeEnterprises获得。再使用EXAKT Model 80S三辊磨机（可从EXAKTTechnologies,俄克拉荷马市,俄克拉何马州获得）进一步混合以确保实现均匀的混合。粘合剂混合物、碳、锂化合物和作为湿润剂的异丙醇以下表2中的题头“涂覆物”所示的比例被混合。使用与上述相同的D-10混合器混合该成分。使用千分尺调节的刮刀边缘施料器，设置成75微米的厚度，将涂覆物混合物施加到铝薄片集流体。涂覆的集流体样品在表2中描述的各种速度下，于2,600瓦/英寸、10"长、D型UV灯下被固化。由于UV固化过程，仅有碳、粘合剂混合物和锂化合物余留在集流体上，其比例如下表2中题头"固化的涂覆物"下所示。暴露于UV固化灯的三个样品中，碳和锂化合物颗粒与集流体之间的附着性以及碳和锂化合物颗粒之间的附着性均良好。三个样品均在辊压机中从75微米厚被压延至50微米厚。样品被送至美国能源部阿贡国家实验室（US Department of EnergyArgonne National Laboratory）进行电学测试。
在测试实验室中，从每个样品中切下2032硬币电池直径大小的圆形样品。使用锂金属作为阳极，Celgard 2325作为隔离物（PP/PE/PP三层膜结构，从夏洛特,北卡罗来纳州的Celgard,LCC获得），碳酸乙烯酯：碳酸甲乙酯（以重量计3:7）中的1.2摩尔LiPF6作为电解质，将UV固化后的阴极组装到2032硬币半电池中。在氦惰性手套箱中组装该半电池，并使用Maccor 4400电化学测试设备对该半电池进行电化学充电/放电测试。
Figure BDA00001737942000191
1光引发剂，从台湾台北的Chitec Technology公司获得
2光引发剂，从台湾台北的Chitec Technology获得
3UV光引发剂，从纽约Tarrytown的Ciba Specialty Chemicals公司获得
4异冰片丙烯酸酯活性稀释剂单体，从宾夕法尼亚Exton的Sartomer公司获得
5己二醇二丙烯酸酯活性稀释剂单体，从宾夕法尼亚Exton的Sartomer公司获得
6聚丁二烯二甲基丙烯酸酯低聚物，从宾夕法尼亚Exton的Sartomer获得
7分散剂从伊利诺伊Aurora的Rahn美国公司获得
8光引发剂，从台湾台北的Chitec Technology公司获得
9烷氧基化已二醇二丙烯酸酯活性稀释剂单体，从宾夕法尼亚Exton的Sartomer公司获得
10碳粉末，从密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich公司获得
11锂钴氧化物，从密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich公司获得
12锂锰氧化物，从密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich公司获得
13光引发剂，从台湾台北的Chitec Technology公司获得
14石墨，从俄亥俄Westlake的Timcal Graphite and Carbon,公司获得
15N-甲基-2-吡咯烷酮，从中国安徽合肥的Worldchem公司获得
实施例15、16和17的首次充电和放电的电化学测试结果分别在图5、6和7中示出。样品1对应实施例15（图5）；样品2对应实施例16（图6）；样品3对应实施例17（图7）。样品1（实施例15）接下来接受充电和放电循环。样品1以24毫安培/克的C/5速率充电和放电，在10次循环后还保留61%的首次充电容量。
实施例15的组合物包括约7.4mg/cm2的活性材料的LiCoO2/LiMn2O4。电流密度为C/5，24mA/g，截止电压为3.0-4.3V。
实施例16的组合物包括约为5.2mg/cm2的活性材料的LiCoO2/LiMn2O4。电流密度为C/5，24mA/g，截止电压为3.0-4.3V。充电容量为101mAh/g，放电容量为61mAh/g。
实施例17的组合物包括约为5.2mg/cm2的活性材料的LiMn2O4。电流密度为C/5，24mA/g，截止电压为3.0-4.3V。充电容量为107mAh/g，放电容量为54mAh/g。
实施例18
示出了使用锂离子电池阳极形式的涂覆在集流体上的UV固化粘合剂的性能，其能够在典型的锂离子电池电解质中保持完整性和附着性。以表2中实施例18-19的题头“粘合剂和碳的混合物”下所示比例，使用常规的混合技术制备UV固化粘合剂混合物。石墨被添加到该UV固化粘合剂混合物中，以组成阳极涂覆物混合物，该阳极涂覆物混合物使用常规混合技术，以表2中实施例18-19的题头“涂覆物”下所示比例混合而成。使用千分尺调整的刮刀边缘施料器，设置为75微米厚，将涂覆物混合物施加到26微米厚的铜箔集流体上，并以200英尺/分钟的速度暴露于光化辐射中，该光化辐射使用由Miltec MP-400电源供电的两个400瓦/英寸的D灯和Fusion I250辐射器。在暴露于UV辐射的过程中，异丙醇蒸发。固化的涂覆物被压延至50微米厚。固化和压延后，将涂覆后集流体的2英寸×2英寸的样品浸入60%/40%的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯的混合物中，并保持在140°F下一个星期。一星期的测试期后，重量增量基本为零，与铜的附着性以及颗粒之间的附着性良好。
实施例19
示出了使用以双电层电容器(EDLC)电极间涂覆物形式涂覆在集流体上的UV固化粘合剂的性能，其能够在典型的EDLC电解质中保持完整性和附着性。以表2中实施例18-19的题头“粘合剂和碳的混合物”下所示比例，使用常规的混合技术制备UV固化粘合剂混合物。石墨被添加到该UV固化粘合剂混合物中，以组成电极涂覆物混合物，该电极涂覆物混合物使用常规混合技术，以表2中实施例18-19的题头“涂覆物”下所示比例混合而成。使用千分尺调整的刮刀边缘施料器，设置为75微米厚，将涂覆物混合物施加到26微米厚的铝箔集流体上，并以200英尺/分钟的速度暴露于光化辐射中，该光化辐射使用由Miltec MP-400电源供电的两个400瓦/英寸的D灯和Fusion I250辐射器。在暴露于UV辐射的过程中，异丙醇蒸发。固化的涂覆物被压延至50微米厚。固化和压延后，将涂覆的集流体的2英寸×2英寸的样品浸入60%/40%的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯的混合物中，并保持在140°F下一个星期。一星期的测试期后，重量增量基本为零，与铝的附着性以及颗粒之间的附着性良好。
虽然前述说明书能够使本领域技术人员制造并使用其目前被认为最佳的模式，本领域技术人员可以理解和了解，此处存在变型、组合，以及具体实施方式、方法和实施例的等效方式。因此本发明并不受上述实施方式、方法和实施例的限制，所有实施方式和方法落入权利要求所公开的范围和精神内。

Claims (18)

1.一种电极，包括集流体和附着到所述集流体表面的聚合物层，所述聚合物层包括由官能化橡胶聚合物形成的交联基体，所述交联基体包括与所述官能化橡胶聚合物成共价键的反应电子束（reacted electron beam）或光化辐射固化交联剂，所述聚合物层还包括微粒材料，其中所述聚合物层可以导电。
2.根据权利要求1所述的电极，其中所述官能化橡胶聚合物包括异戊二烯、丁二烯、环戊二烯、亚乙基降冰片烯以及乙烯基降冰片烯的单体单元中的至少一种或其组合。
3.根据权利要求1或2所述的电极，其中所述交联剂通过橡胶聚合物的反应羧基、丙烯酸酯、乙烯基、乙烯基醚或环氧官能团与官能化橡胶聚合物成共价键。
4.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的电极，其中所述官能化橡胶聚合物为(甲基)丙烯酸酯橡胶聚合物，其具有以下通式的骨架中一种：
a)
Figure FDA00001737941900011
其中m在约1005至约1500之间，n在1至约20之间；
b)
其中m在约10至约1000之间，n在1至约20之间；
c)
其中n在约5至约2000之间。
5.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的电极，其中所述微粒材料包括碳，诸如石墨烯、活性碳、石墨、低硫石墨、碳纳米管或其组合。
6.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的电极，其中所述微粒包括金属氧化物盐或锂化合物。
7.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的电极，其中所述电极邻接附加层，诸如第二电极或隔离物，一个或多个附加层可选地包括电解质。
8.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的电极，其中所述聚合物层限定约1至约500微米之间的厚度。
9.一种电池，包括根据前述权利要求中任一项权利要求所述的电极，例如锂离子电池。
10.一种双电层电容器，包括根据前述权利要求中任一项权利要求所述的电极。
11.一种形成电极的方法，包括：
将粘合剂涂覆组合物与电极微粒材料混合，以形成混合物，所述粘合剂涂覆组合物包括官能化橡胶聚合物，该粘合剂涂覆组合物还包括能够在受到光化或电子束辐射下形成共价键的交联剂，所述粘合剂涂覆组合物具有小于约20帕斯卡秒的熔融粘度或小于约10帕斯卡秒的熔融粘度；
将所述混合物施加到集流体表面以形成层；以及
将该混合物层受光化或电子束辐射，从而使所述官能化橡胶聚合物交联。
12.根据权利要求11所述的方法，所述粘合剂涂覆组合物包含的官能化橡胶聚合物的量为该组合物的约20wt.%至100wt.%之间。
13.根据权利要求11或12所述的方法，所述粘合剂涂覆组合物还包括一种或多种活性稀释剂、湿润剂和光引发剂。
14.根据权利要求11-13中任一权利要求所述的方法，其中所述交联剂为活性稀释剂。
15.根据权利要求11-14中任一项权利要求所述的方法，所述电极微粒包括碳、金属氧化物或锂化合物。
16.根据权利要求11-15中任一项权利要求所述的方法，还包括研磨所述官能化橡胶聚合物和所述微粒材料。
17.根据权利要求1-16中任一权利要求所述的方法，还包括将所述电极与第二电极分层。
18.根据权利要求11-17中任一项权利要求所述的方法，还包括在所述第一和第二电极之间放置隔离物。
CN201080055587.6A 2009-10-07 2010-10-07 光化学和电子束辐射固化电极粘合剂以及包括其的电极 Active CN102742047B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24938209P 2009-10-07 2009-10-07
US61/249,382 2009-10-07
US61/249382 2009-10-07
US12/899163 2010-10-06
US12/899,163 US8906548B2 (en) 2009-10-07 2010-10-06 Actinic and electron beam radiation curable electrode binders and electrodes incorporating same
US12/899,163 2010-10-06
PCT/US2010/051736 WO2011044310A1 (en) 2009-10-07 2010-10-07 Actinic and electron beam radiation curable electrode binders and electrodes incorporating same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102742047A true CN102742047A (zh) 2012-10-17
CN102742047B CN102742047B (zh) 2016-02-24

Family

ID=43823414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080055587.6A Active CN102742047B (zh) 2009-10-07 2010-10-07 光化学和电子束辐射固化电极粘合剂以及包括其的电极

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8906548B2 (zh)
EP (1) EP2486615B1 (zh)
JP (1) JP5771211B2 (zh)
KR (1) KR101747468B1 (zh)
CN (1) CN102742047B (zh)
BR (1) BR112012008115A8 (zh)
CA (1) CA2777094A1 (zh)
WO (1) WO2011044310A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103236515A (zh) * 2013-04-07 2013-08-07 力柏时代锂动力科技（北京）有限公司 极片制造设备和极片制造方法
CN104241681A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 福特全球技术公司 电池和形成电池电极的方法
CN105359306A (zh) * 2013-05-17 2016-02-24 米尔技术股份有限公司 光化辐射和电子束辐射可固化的水基电极粘合剂和包含其的电极
CN106299380A (zh) * 2016-08-24 2017-01-04 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种紫外光固化涂碳铝箔集流体及制备方法
CN106795397A (zh) * 2014-09-16 2017-05-31 株式会社Lg化学 用于触摸屏面板的粘合剂组合物、光学粘合膜和触摸屏面板
US9859064B2 (en) 2013-02-26 2018-01-02 Nippon Valqua Industries, Ltd. Method for producing activated carbon sheet and method for improving impregnation of activated carbon sheet with electrolyte solution
CN108550835A (zh) * 2018-06-01 2018-09-18 浙江大学山东工业技术研究院 一种磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料及其制备方法和一种固态锂电池及其制备方法
CN114628637A (zh) * 2021-12-15 2022-06-14 杭州华宏通信设备有限公司 一种高电导磷酸铁锂正极片的制备方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9053870B2 (en) * 2010-08-02 2015-06-09 Nanotek Instruments, Inc. Supercapacitor with a meso-porous nano graphene electrode
KR101191626B1 (ko) * 2011-06-03 2012-10-17 삼성에스디아이 주식회사 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP2013120736A (ja) * 2011-12-08 2013-06-17 Sony Corp 電極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
JP6183036B2 (ja) * 2012-08-06 2017-08-23 東亞合成株式会社 絶縁性硬化膜を有する金属基材の製造方法
WO2014024826A1 (ja) * 2012-08-06 2014-02-13 東亞合成株式会社 活性エネルギー線硬化型コーティング剤組成物
JP2014051654A (ja) * 2012-08-06 2014-03-20 Toagosei Co Ltd 活性エネルギー線硬化型コーティング剤組成物
JPWO2014112337A1 (ja) * 2013-01-15 2017-01-19 学校法人 芝浦工業大学 誘電材料及びこれを用いた電気化学素子
FR3007582B1 (fr) * 2013-06-24 2015-06-26 Inst Polytechnique Grenoble Procede d'impression ou de depot par atomisation pour la preparation d'une electrode flexible supportee et la fabrication d'une batterie lithium-ion
US9595398B2 (en) 2013-08-30 2017-03-14 Corning Incorporated Low resistance ultracapacitor electrode and manufacturing method thereof
US9680143B2 (en) 2013-10-18 2017-06-13 Miltec Uv International Llc Polymer-bound ceramic particle battery separator coating
DE102014203218A1 (de) * 2014-02-24 2015-08-27 Robert Bosch Gmbh SEI-bildungshemmendes Anodenmaterialadditiv
WO2016010600A1 (en) 2014-07-18 2016-01-21 Miltec UV International, LLC Uv or eb cured polymer-bonded ceramic particle lithium secondary battery separators, method for the production thereof
US10263246B2 (en) 2014-11-20 2019-04-16 Ut-Battelle, Llc Lithiated and passivated lithium ion battery anodes
CN104485449B (zh) * 2014-12-31 2017-02-01 东莞市丰邦新能源科技有限公司 一种用于锂硫电池正极的聚合物包覆硫复合材料的制备方法
US9720299B1 (en) * 2015-01-12 2017-08-01 Kinestral Technologies, Inc. Electrochromic multi-layer devices with cross-linked ion conducting polymer
CN107534085B (zh) * 2015-02-26 2021-05-11 动态太阳能系统公司 电工薄层的室温生产方法、其用途、以及以这种方式获得的薄层加热系统
RU2720133C2 (ru) 2015-02-26 2020-04-24 Дайнемик Солар Системс Аг Способ получения электротехнических тонких пленок при комнатной температуре и электротехническая тонкая пленка
EP3262673A1 (de) 2015-02-26 2018-01-03 Dynamic Solar Systems AG Pv-schichtfolge erhalten durch ein raumtemperatur-verfahren und raumtemperatur-verfahren zur herstellung einer pv-schichtfolge
US10707526B2 (en) 2015-03-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
JP6672691B2 (ja) * 2015-04-23 2020-03-25 株式会社ジェイテクト リチウムイオンキャパシタ
CN108137790B (zh) * 2015-10-02 2020-06-02 3M创新有限公司 光化辐射引发的环氧树脂粘合剂和由其制备的制品
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
WO2018068034A1 (en) 2016-10-07 2018-04-12 The Regents Of The University Of Michigan Stabilization coatings for solid state batteries
WO2018198689A1 (ja) * 2017-04-27 2018-11-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 二次電池
US11289689B2 (en) * 2017-05-01 2022-03-29 Utbattele, Llc Method of solvent-free manufacturing of composite electrodes incorporating radiation curable binders
DE102018216315A1 (de) * 2018-09-25 2020-03-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eine Elektrodeneinheit für eine Batteriezelle und Batteriezelle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08124560A (ja) * 1994-10-21 1996-05-17 Dainippon Printing Co Ltd 非水電解液２次電池用電極板の製造方法
US5565284A (en) * 1992-12-25 1996-10-15 Tdk Corporation Lithium secondary cell
JPH11167921A (ja) * 1997-12-02 1999-06-22 Nippon Zeon Co Ltd 電池用バインダー、電池電極用スラリー、リチウム二次電池用電極およびリチウム二次電池
CN1331843A (zh) * 1998-11-04 2002-01-16 Basf公司 用作电化学电池中分离器的复合体
CN1989637A (zh) * 2004-07-20 2007-06-27 三菱化学株式会社 锂二次电池用负极材料及其制造方法和使用该材料的锂二次电池用负极及锂二次电池

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4218349A (en) * 1978-12-19 1980-08-19 Kuraray Co., Ltd. Rubber composition
GB2123018B (en) * 1982-06-17 1986-02-05 Evode Ltd Liquid polybutadiene containing adhesive sealant compositions
EP0476224A1 (en) 1990-08-21 1992-03-25 Ricon Resins, Inc. Adhesive rubber compositions
US5521248A (en) * 1990-08-21 1996-05-28 Ricon Resins, Inc. Flowable adhesive elastomeric compositions
US5429891A (en) * 1993-03-05 1995-07-04 Bell Communications Research, Inc. Crosslinked hybrid electrolyte film and methods of making and using the same
US5512214A (en) * 1993-03-30 1996-04-30 Koksbang; Rene Lithium battery electrode compositions
DE69409936T2 (de) 1993-12-29 1998-12-10 Tdk Corp Lithiumsekundärzelle
WO1995029509A1 (en) 1994-04-20 1995-11-02 Valence Technology, Inc. Method for producing low porosity electrode
US6743876B2 (en) * 1997-02-28 2004-06-01 Atofina Chemicals, Inc. Copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene having reduced extractable content and improved solution clarity
FR2773644B1 (fr) * 1998-01-15 2000-02-04 Alsthom Cge Alcatel Electrode non-frittee au nickel utilisee notamment dans les generateurs electrochimiques a electrolyte alcalin et liant pour la matiere active
JPH11250916A (ja) * 1998-02-26 1999-09-17 Nippon Zeon Co Ltd 集電体被覆用材料、集電体、リチウムイオン二次電池用電極とその製造方法、及び電池
WO1999063609A1 (en) 1998-06-02 1999-12-09 Ultralife Batteries, Inc. Cross-linked polymeric components of rechargeable solid lithium batteries and methods for making same
US6824874B1 (en) * 2000-08-23 2004-11-30 Dana Corporation Insulator and seal for fuel cell assemblies
CN100414765C (zh) * 2000-09-05 2008-08-27 三星Sdi株式会社 锂电池
US7387851B2 (en) * 2001-07-27 2008-06-17 A123 Systems, Inc. Self-organizing battery structure with electrode particles that exert a repelling force on the opposite electrode
US6602766B2 (en) 2000-12-07 2003-08-05 Aem, Inc. Ultraviolet/electron beam forming process for multi-layer electronic components and products thereof
CN100595964C (zh) * 2001-07-27 2010-03-24 麻省理工学院 电池结构、自组织结构及相关方法
JP4116784B2 (ja) * 2001-11-08 2008-07-09 大日本印刷株式会社 負極用塗工組成物、負極板、その製造方法、及び、非水電解液二次電池
JP4712302B2 (ja) * 2001-12-21 2011-06-29 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 伝導性リチウム貯蔵電極
JP2003192750A (ja) * 2001-12-26 2003-07-09 Kuraray Co Ltd 紫外線硬化性樹脂組成物
US7189477B2 (en) * 2003-04-10 2007-03-13 Sion Power Corporation Low temperature electrochemical cells
JP2005044681A (ja) 2003-07-24 2005-02-17 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The リチウム二次電池電極用バインダー組成物、リチウム二次電池用電極、リチウム二次電池、及びリチウム二次電池の製造方法
US7754382B2 (en) * 2003-07-30 2010-07-13 Tdk Corporation Electrochemical capacitor having at least one electrode including composite particles
WO2005013394A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-10 Avestor Limited Partnership Cathode material for polymer batteries and method of preparing same
JP2005060465A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Bridgestone Corp 光硬化性シール材用組成物及びそれを用いたシール層付き部材
JP2006036947A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Three Bond Co Ltd 放射線硬化性組成物
US20060198963A1 (en) * 2005-03-03 2006-09-07 Dimitry Chernyshov Process for the production of a coating layer on three-dimensional shaped substrates with radiation-curable coating compositions
JP4372193B2 (ja) 2005-03-11 2009-11-25 富士通株式会社 吸熱部材、冷却装置及び電子機器
JP2008098142A (ja) * 2006-09-14 2008-04-24 Nissan Motor Co Ltd 非水電解質二次電池用正極およびこれを用いた非水電解質二次電池
JP2008300234A (ja) * 2007-05-31 2008-12-11 Fuji Heavy Ind Ltd 電極材料の製造方法、及び電極材料、並びに非水系リチウムイオン二次電池
US20090017323A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 3M Innovative Properties Company Layered body and method for manufacturing thin substrate using the layered body

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5565284A (en) * 1992-12-25 1996-10-15 Tdk Corporation Lithium secondary cell
JPH08124560A (ja) * 1994-10-21 1996-05-17 Dainippon Printing Co Ltd 非水電解液２次電池用電極板の製造方法
JPH11167921A (ja) * 1997-12-02 1999-06-22 Nippon Zeon Co Ltd 電池用バインダー、電池電極用スラリー、リチウム二次電池用電極およびリチウム二次電池
CN1331843A (zh) * 1998-11-04 2002-01-16 Basf公司 用作电化学电池中分离器的复合体
CN1989637A (zh) * 2004-07-20 2007-06-27 三菱化学株式会社 锂二次电池用负极材料及其制造方法和使用该材料的锂二次电池用负极及锂二次电池

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9859064B2 (en) 2013-02-26 2018-01-02 Nippon Valqua Industries, Ltd. Method for producing activated carbon sheet and method for improving impregnation of activated carbon sheet with electrolyte solution
TWI626213B (zh) * 2013-02-26 2018-06-11 日本華爾卡工業股份有限公司 活性碳片的製造方法及使電解液對活性碳片之含浸性提升之方法
CN103236515B (zh) * 2013-04-07 2015-11-25 力柏时代锂动力科技（北京）有限公司 极片制造设备和极片制造方法
CN103236515A (zh) * 2013-04-07 2013-08-07 力柏时代锂动力科技（北京）有限公司 极片制造设备和极片制造方法
CN105359306A (zh) * 2013-05-17 2016-02-24 米尔技术股份有限公司 光化辐射和电子束辐射可固化的水基电极粘合剂和包含其的电极
CN105359306B (zh) * 2013-05-17 2018-09-04 米尔技术股份有限公司 光化辐射和电子束辐射可固化的水基电极粘合剂和包含其的电极
CN104241681A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 福特全球技术公司 电池和形成电池电极的方法
CN106795397A (zh) * 2014-09-16 2017-05-31 株式会社Lg化学 用于触摸屏面板的粘合剂组合物、光学粘合膜和触摸屏面板
CN106795397B (zh) * 2014-09-16 2021-02-23 株式会社Lg化学 用于触摸屏面板的粘合剂组合物、光学粘合膜和触摸屏面板
CN106299380A (zh) * 2016-08-24 2017-01-04 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种紫外光固化涂碳铝箔集流体及制备方法
CN106299380B (zh) * 2016-08-24 2019-11-01 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种紫外光固化涂碳铝箔集流体及制备方法
CN108550835A (zh) * 2018-06-01 2018-09-18 浙江大学山东工业技术研究院 一种磷酸铁锂/凝胶电解质复合正极材料及其制备方法和一种固态锂电池及其制备方法
CN114628637A (zh) * 2021-12-15 2022-06-14 杭州华宏通信设备有限公司 一种高电导磷酸铁锂正极片的制备方法
CN114628637B (zh) * 2021-12-15 2023-08-04 杭州华宏通信设备有限公司 一种高电导磷酸铁锂正极片的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20110081575A1 (en) 2011-04-07
CN102742047B (zh) 2016-02-24
US20140245599A1 (en) 2014-09-04
KR20120100976A (ko) 2012-09-12
BR112012008115A2 (pt) 2017-10-10
US9543565B2 (en) 2017-01-10
EP2486615A1 (en) 2012-08-15
JP2013507738A (ja) 2013-03-04
WO2011044310A1 (en) 2011-04-14
EP2486615B1 (en) 2016-04-06
KR101747468B1 (ko) 2017-06-14
BR112012008115A8 (pt) 2018-04-03
JP5771211B2 (ja) 2015-08-26
US8906548B2 (en) 2014-12-09
CA2777094A1 (en) 2011-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102742047B (zh) 光化学和电子束辐射固化电极粘合剂以及包括其的电极
JP6442610B2 (ja) 固体電解質組成物、全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池ならびに全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池の製造方法
CN105359306B (zh) 光化辐射和电子束辐射可固化的水基电极粘合剂和包含其的电极
KR101579330B1 (ko) 비수 전해질 2 차 전지 전극용 바인더 조성물 및 비수 전해질 2 차 전지
WO2017141735A1 (ja) 固体電解質組成物、全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池、並びに、全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池の製造方法
KR101460930B1 (ko) 축전 디바이스용 전극, 전극용 슬러리, 전극용 바인더 조성물 및 축전 디바이스
CN108292753B (zh) 非水系二次电池粘接层用组合物、非水系二次电池用粘接层以及非水系二次电池
JP6461354B2 (ja) 固体電解質組成物、全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池ならびに全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池の製造方法
CN110093054B (zh) 交联型共聚物和聚合物电解质及其制备方法和全固态锂离子电池
CN111406340A (zh) 固体电解质组合物、全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法
CN108780892B (zh) 非水系二次电池电极用粘结剂组合物、非水系二次电池电极用浆料组合物、非水系二次电池用电极及非水系二次电池
KR102425398B1 (ko) 전고체 전지용 바인더 조성물, 전고체 전지용 슬러리 조성물, 전고체 전지용 전극, 및 전고체 전지
Du et al. Electron beam curing of composite positive electrode for Li-ion battery
JP7409311B2 (ja) 全固体二次電池用バインダー組成物、全固体二次電池電極合材層用スラリー組成物、全固体二次電池固体電解質層用スラリー組成物、全固体二次電池用電極、全固体二次電池用固体電解質層、および全固体二次電池
JPH05314965A (ja) 電池正極シートとその製造方法、並びに全固体二次電池
CN113195562A (zh) 全固态二次电池电极用导电材料糊
EP4030504A1 (en) Method for manufacturing lithium-ion battery recyclable electrode active material, method for manufacturing solution containing metal ion, and lithium-ion battery
WO2016194787A1 (ja) 負極用材料、全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池ならびに全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant