CN116706219A - 可生物降解的电化学装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电化学装置，该电化学装置能够包括阳极、阴极以及设置在该阳极和该阴极之间的模制的电解质组合物。该电化学装置的实施方式能够包括其中该阴极和/或该阳极以堆叠的几何形状设置。该电解质组合物能够包含凝胶聚合物电解质，该凝胶聚合物电解质能够包含共聚物的水凝胶和分散在共聚物的该水凝胶中的盐。另选地，该电解质组合物能够包含交联剂或光引发剂。还公开了一种生产电化学装置的电解质层的方法，该方法包括制备用于电化学装置的具有电极的基板，制备衬垫以在该基板上形成用于该电解质层的腔体，以及将电解质组合物沉积到该基板上。

Description

可生物降解的电化学装置及其方法
技术领域
本发明所公开的实施方案或实施方式涉及可生物降解的电化学装置、其电解质及其制造方法。
背景技术
由于对便携式和远程电源的需求不断增长，世界上生产的电池数量不断增加。具体地讲，许多新技术需要电池来为嵌入式电子器件供电。例如，嵌入式电子器件(诸如便携式和可穿戴电子器件、物联网(IoT)装置、患者健康护理监测、结构监测、环境监测、智能包装等)依赖电池供电。虽然常规电池可部分地再循环利用，但当前不存在环境友好或可生物降解的可商购获得的电池。因此，如果没有适当地处置或再循环利用，则常规电池的制造和使用的增加导致环境中有毒和有害废物的相应增加。鉴于上述情况，需要开发改进的可生物降解的电池；特别是对于在丢弃之前使用一次性电池有限时间的应用。
此外，为了满足对柔性、低成本、中等或低性能电池的需求，已经开发了全印刷电池。这些全印刷电池中的一些使用GPE(凝胶聚合物电解质)代替浸有水性溶液的纸或羊毛材料。GPE层的优点包括易于制造、改善的结构完整性、柔性和更一致的性能。GPE层可在包括集成处理的制造工艺中很好地集成，并且在降低生产成本方面提供潜在的优点。丝网印刷可固化GPE材料的当前方法受到诸如厚度不均匀、堆积高度不足和膜中气泡的问题的挑战。不均匀的厚度可能导致全印刷电池结构中的屈曲。电池中不适当的堆积高度可能导致短路，并且膜中的气泡可能导致电池结构中差的膜均匀性和不规则的性能。
需要制造具有良好保真度(无气泡、足够的厚度和均匀的堆积高度)的可生物降解的凝胶聚合物电解质层的方法，以及使用这种方法制造的电池。
发明内容
以下给出简要的发明内容，以便提供对本教导内容的一个或多个实施方案的一些方面的基本理解。这个发明内容不是全面的概述，也并不旨在标识本教导内容的关键或重要元素，也并不旨在描述本公开的范围。相反，其主要目的仅仅是以简化形式呈现一个或多个概念，作为后面所呈现的具体实施方式的前序。
公开了一种电化学装置。该电化学装置包括阳极并且还包括阴极。该电化学装置还包括设置在该阳极和该阴极之间的模制的电解质组合物。该电化学装置的实施方式能够包括其中该阴极和/或该阳极以堆叠的几何形状设置。阴极和/或阳极可以横向x-y平面几何形状设置。该电解质组合物可包含凝胶聚合物电解质。凝胶聚合物电解质可包含共聚物的水凝胶和分散在共聚物的水凝胶中的盐。另选地，电解质组合物可包含交联剂。电解质组合物可包含光引发剂。光引发剂可包括苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂。该电解质组合物以横向非连续图案设置在该阳极和该阴极之间。电解质组合物可包括可生物降解的电解质组合物。
还公开了一种生产电化学装置的电解质层的方法。生产电解质层的方法还包括制备用于电化学装置的基板，所述基板具有电极。生产电解质层的方法还包括制备衬垫以在基板上形成用于电解质层的腔体。该方法还可包括将电解质组合物沉积到基板上，与电极接触，使得腔体被填充到衬垫的顶表面。生产电解质层的方法还包括将剥离层施加到衬垫的顶表面和所沉积的电解质组合物的顶表面上。生产电解质层的方法还包括向剥离层的顶表面施加均匀压力。该方法还包括固化电解质组合物。
生产电解质层的方法的实施方式可包括在沉积电解质组合物之前将剥离剂施加到衬垫的一个或多个内部部分和基板的顶表面。生产电化学装置的电解质层的方法可包括：移除施加至剥离层的顶表面的均匀压力，从衬垫的顶表面和电解质组合物的顶表面移除剥离层，以及从基板移除衬垫。施加剥离层可包括使剥离层与所沉积的电解质组合物的顶表面的第一边缘接触，使剥离层与所沉积的电解质组合物的顶表面的内部部分接触，同时保持剥离层在所沉积的电解质组合物的顶表面的第一边缘处的位置不变，以及使剥离层与所沉积的电解质组合物的顶表面的第二边缘接触。固化电解质组合物可包括使电解质组合物经受紫外线辐射。电解质组合物可包含凝胶聚合物电解质，可包含共聚物的水凝胶和分散在共聚物的水凝胶中的盐。使用一个或多个透明板以向剥离层的顶表面施加均匀压力。电解质组合物具有约1,000cP至约100,000cP的粘度。电解质组合物可包括具有粘结剂聚合物和第一部分的稀释剂的第一部分以及具有光引发剂和第二部分的稀释剂的第二部分。生产电化学装置的电解质层的方法可包括在沉积电解质组合物之前混合电解质组合物。
附图说明
并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本教导内容的实施方案。从以下结合附图对各种实施方案的描述中，本公开的实施方案中的这些和/或其他方面和优点将变得显而易见并且更易于理解，其中：
图1示出了根据本公开的处于堆叠构造的示例性电化学装置的分解图。
图2示出了根据本公开的用于为电化学装置提供凝胶聚合物电解质层的方法的示意图。
图3是根据本公开的用于电化学装置的挤出的凝胶聚合物电解质层的阵列的照片。
图4示出了根据本公开的用于生产电化学装置的电解质层的方法。
图5示出了根据本公开的用于生产电化学装置的电解质层的方法。
图6示出了根据本公开的用于生产电化学装置的电解质层的方法。
应注意的是，附图的一些细节已被简化并被绘制为有利于理解本教导内容，而不是维持严格的结构准确性、细节和比例。
具体实施方式
以下对各种典型方面的描述本质上仅仅是示例性的，并且绝不旨在限制本公开、本公开的应用或用途。
如全文所用，范围用作描述该范围内的各个和每个值的缩略词。可选择该范围内的任何值作为该范围的界标。此外，本文所引用的所有参考文献均据此全文以引用方式并入本文。在本公开中的定义与所引用的参考文献中的定义发生冲突的情况下，以本公开为准。
除非另有说明，本文和说明书中其他地方表达的所有百分比和量应理解为是指重量百分比。给出的量基于材料的活性重量。
另外，所有数值均为“约”或“大约”指示值，并且考虑到由本领域普通技术人员所预期的实验误差和变化。应当理解，无论“约”是否与其结合使用，本文所公开的所有数值和范围均为近似值和范围。还应当理解，如本文结合数字所用的术语“约”是指可为该数字±0.01％(包括端值在内)、±0.1％(包括端值在内)、±0.5％(包括端值在内)、±1％(包括端值在内)的值、该数字±2％(包括端值在内)的值、该数字±3％(包括端值在内)的值、该数字±5％(包括端值在内)的值、该数字±10％(包括端值在内)的值、或该数字±15％(包括端值在内)的值。还应当理解，当本文公开数值范围时，也具体公开了落在该范围内的任何数值。
除非上下文另有明确规定，否则如本文所用，术语“或”是包容性运算符，并且等同于术语“和/或”。除非上下文另有明确规定，否则术语“基于”不是排他性的，并且允许用于基于未描述的附加因素。在本说明书中，对“A、B和C中的至少一者”的表述包括含有A、B或C、A、B或C的多个示例、或者A/B、A/C、B/C、A/B/B/B/B/C、A/B/C的组合等实施例。此外，在整个说明书中，“一个”、“一种”和“该”的含义包括复数指代。“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”。
现在将详细地参考本教导内容的示例性实施例，附图中示出了这些实施例的示例。在任何可能的地方，在整个附图中将使用相同的参考标号来指相同、类似或相似的部件。
本文公开了一种可生物降解的电化学装置。如本文所用，术语“可生物降解的”或“可生物降解材料”可指能够或被构造成用于在合理的时间量内被填埋场中的活生物体，特别是微生物分解的材料、组分、物质、装置等。材料、组分、物质、装置等可分解为水、天然存在的气体如二氧化碳和甲烷、生物质或它们的组合。如本文所用，表述“可生物降解的电化学装置”或“可生物降解的装置”可分别指其中它们的至少一种或多种组分是可生物降解的电化学装置或装置。在一些情况下，可生物降解的电化学装置或可生物降解的装置的大多数或相当数量的组分是可生物降解的。在其他情况下，可生物降解的电化学装置或可生物降解的装置的所有聚合物组分是可生物降解的。例如，电化学装置的聚合物和/或其他有机基组分是可生物降解的，而本文公开的电化学装置的无机材料，包括金属和/或金属氧化物，可能不是可生物降解的。应当理解，如果电化学装置的所有聚合物和/或有机基组分是可生物降解的，则通常认为整个电化学装置是可生物降解的。如本文所用，术语“可堆肥的”可指能够制成堆肥或以可持续或环境友好的方式处理的物品。可堆肥材料可被认为是可生物降解材料的子集类别，其中可能需要额外的特定环境温度或条件来分解可堆肥材料。虽然术语“可堆肥的”与“可生物降解的”不同义，但它们在一些情况下可互换使用，其中崩解或分解可生物降解材料所需的条件应理解为与分解可堆肥材料所需的条件相似。如本文所用，术语或表述“电化学装置”可指将电转化成化学反应和/或反之亦然的装置。例示性电化学装置可以是或包括但不限于电池、染料敏化太阳能电池、电化学传感器、电致变色玻璃、燃料电池、电解槽等。
如本文所用，术语或表述“环境友好的电化学装置”或“环境友好的装置”可分别是指通常对生态系统或环境表现出最小毒性、降低毒性或无毒性的电化学装置或装置。在至少一个实施方案中，本文公开的电化学装置和/或其部件是环境友好的。
如本文所用，术语或表述“膜”或“阻隔层”可指薄的、部分或基本上塑料和/或聚合物材料，其可用于各种电化学装置部件或零件，包括但不限于基板、连接件、外壳、阻挡层或它们的组合。本文所述的膜可以是刚性的或柔性的，这取决于它们相应组合物的固有物理性质或尺寸。在至少一个实施方案中，这些膜或阻隔层可以是环境友好的或可生物降解的。
如本文所用，术语或表述“外壳”、“阻隔层”或“水蒸气阻隔层”可指用于部分密封、完全密封或以其他方式用于防止水分、水或其他可蒸发材料经由电化学装置的阻隔层进入或离开的材料。在至少一个实施方案中，这些外壳可以是环境友好的或可生物降解的。
在至少一个实施方案中，本文公开的电化学装置可以包括阳极、阴极(即，集电器和/或活性层)以及一种或多种电解质组合物(例如，可生物降解的固体水性电解质组合物)。在另一个实施方案中，可生物降解的电化学装置还可包括一个或多个基板、一个或多个密封件、一个或多个包装、一个或多个袋、一个或多个外壳或它们的组合。
本文公开的电化学装置可以是柔性的。如本文所用，术语“柔性”可指能够围绕预定曲率半径弯曲而不断裂和/或破裂的材料、装置或它们的部件。本文公开的可生物降解的电化学装置和/或其部件可围绕约30cm或更小、约20cm或更小、约10cm或更小、约5cm或更小的曲率半径弯曲而不断裂或破裂。
模制的电解质组合物的示例性示例可包括如本文所述的组合物，并且可被包括在电化学装置如电池或可生物降解电池中。包括如本文所述的模制的电解质组合物的装置或设备的替代示例可包括但不限于碳捕集或二氧化碳减少装置、原电池或电解槽。虽然电解槽是可以在电解过程中利用电力将水分解成氢气和氧气的系统，但是利用电力进行化学过程的其他系统可以结合如本文所述的模制的电解质组合物。
图1示出了根据本公开的处于堆叠构造的示例性电化学装置的分解图。如图1所示，电化学装置100可以包括第一基板102、与第一基板102相邻设置或设置在其顶部上的第一集电器104、与第一集电器104相邻设置或设置在其顶部上的阳极活性层106、与阳极106相邻设置或设置在其顶部上的电解质层108、与电解质组合物108相邻设置或设置在其顶部上的阴极活性层110、与阴极活性层110相邻设置或设置在其顶部上的第二集电器112、以及与第二集电器112相邻设置或设置在其顶部上的第二基板114。应当理解，第一集电器104和阳极活性层106在本文中可统称为电化学装置100的阳极。还应当理解，第二集电器112和阴极活性层110在本文中可统称为电化学装置100的阴极。如图1所示，电化学装置100的阳极和阴极可以以堆叠构造或几何形状布置，使得阳极和阴极设置在彼此之上或之下。
在某些示例中，电化学装置100可以包括一个或多个密封件(此处未示出)，所述密封件能够或被构造成用于气密地密封电化学装置100的第一基板和第二基板102、114之间的集电器104、106、阳极活性层106、阴极活性层110和电解质组合物108。在另一个示例中，电化学装置100可以不含或基本上不含密封件，如图1所示。例如，基板102、114可彼此熔融或粘结以密封电化学装置100。在其它示例中，集电器104、106中的每一者可包括相应的突出部，所述突出部可延伸到电化学装置100的主体外部，从而提供连接性。在一些示例中，电化学装置100可以并排或共面构造布置。此外，电化学装置100的阳极和阴极可以是共面的，使得阳极和阴极沿着相同的X-Y平面布置。
在至少一个示例中，电化学装置100的基板中的任何一者或多者可以是或者包括但不限于可生物降解的基板。例示性可生物降解的基板可以是或者包括但不限于聚乳酸(PLA)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、丝纤蛋白、脱乙酰壳多糖、聚己内酯(PCL)、聚羟基丁酸酯(PHB)、米纸、纤维素或它们的组合或复合物中的一者或多者。
相应的可生物降解的电化学装置100的可生物降解的基板在约50℃至约150℃的温度处可以是稳定的。如本文所用，术语“稳定的”或“稳定性”可指基板在暴露于约50℃至约150℃的温度时抵抗尺寸变化并保持结构完整性的能力。例如，在暴露于约50℃至约150℃的温度后，可生物降解的基板能够或并构造成保持结构完整性，其中尺寸变化小于约20％、小于约15％或小于约10％。在一个示例中，可生物降解的基板中的每个基板在约50℃、约60℃、约70℃、约80℃、约90℃、约100℃或约110℃至约120℃、约130℃、约140℃、或约150℃的温度处可以是稳定的(例如，尺寸变化小于20％)。在另一个示例中，可生物降解的基板中的每个基板在至少100℃、至少105℃、至少110℃、至少115℃、至少120℃、至少125℃、至少130℃、至少135℃、至少140℃或至少145℃的温度处可以是稳定的。在至少一个实施方案中，可生物降解的基板可在约50℃至约150℃的温度处稳定约5min至约60min或更长的时间。例如，可生物降解的基板可在上述温度处稳定约5min、约10min、约20min或约30min至约40min、约45min、约50min、约60min或更长的时间。
在至少一个实施方案中，可生物降解的基板是可焊接的、可粘结的和/或可永久热密封的，而不使用另外的粘合剂。例如，基板102、114中的每一个的可生物降解的基板可以是彼此可焊接的和/或可粘结的，而不使用相应的密封件。可以彼此可焊接和/或可粘结的例示性可生物降解的基板可以是或者包括但不限于热塑性塑料，诸如聚乳酸(PLA)；用成核剂改性以增强结晶度的聚丙交酯，诸如聚丙交酯聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、PLA和聚羟基丁酸酯(PHB)的共混物、基于PHB的共混物等，或它们的组合。如本文所用，术语或表述“可粘结的”、“可焊接的”和/或“可永久热密封的”可指材料(例如，基板)将两个表面彼此热密封或经由加热或熔融将两个表面彼此永久接合的能力。
示例性可生物降解的电化学装置100的阳极活性层106可以是或者包括但不限于以下中的一者或多者：锌(Zn)、锂(Li)、碳(C)、镉(Cd)、镍(Ni)、镁(Mg)、镁合金、锌合金等，或它们的组合和/或合金。示例性阳极活性层或其材料可以是或包括但不限于等，或它们的组合。在至少一个实施方案中，阳极活性层可以包括足够量的氧化锌(ZnO)以调节或控制H2放气。
在至少一个示例中，示例性可生物降解的电化学装置100的阳极活性层106可由阳极糊料制备或制造。例如，阳极活性层可由锌阳极糊料制备。阳极糊料可在立式磨机中制备。在至少一个实施方案中，可将不锈钢丸置于立式磨机中以促进阳极糊料的制备。阳极糊料可以包括一种或多种金属或金属合金、一种或多种有机溶剂、一种或多种苯乙烯-丁二烯橡胶粘结剂、或它们的组合。在示例性实施方案中，阳极糊料可以包括乙二醇、苯乙烯-丁二烯橡胶粘结剂、氧化锌(ZnO)、氧化铋(III)(Bi2O3)、Zn粉或它们的组合中的一者或多者。例示性有机溶剂在本领域中是已知的，并且可以是或者包括但不限于乙二醇、丙酮、NMP等，或它们的组合。在至少一个实施方案中，任何一种或多种可生物降解的粘结剂可用于代替苯乙烯-丁二烯橡胶粘结剂或与苯乙烯-丁二烯橡胶粘结剂组合使用，并且可包括但不限于藻酸盐、脱乙酰壳多糖、瓜尔胶、谷蛋白等。
示例性可生物降解的电化学装置100的阴极活性层110可以是或者包括但不限于以下中的一者或多者：铁(Fe)、氧化铁(VI)、氧化汞(HgO)、氧化锰(IV)(MnO2)、碳(C)、含碳阴极、金(Au)、钼(Mo)、钨(W)、三氧化钼(MoO3)、氧化银(Ag2O)、铜(Cu)、氧化钒(V2O5)、氧化镍(NiO)、碘化铜(Cu2I2)、氯化铜(CuCl)等，或它们的组合和/或合金。在一个示例性示例中，阴极活性层110可以包括氧化锰(IV)。碳和/或含碳阴极活性层可用于水性金属-空气电池，诸如锌空气电池。
在至少一个示例中，阴极活性层110可以包括能够或被构造成至少部分地增强阴极活性层110的电子电导率的一种或多种添加剂。例示性添加剂可以是或者包括但不限于碳颗粒，诸如石墨、碳纳米管、炭黑等，或它们的组合。
在至少一个示例中，示例性可生物降解的电化学装置100的阴极活性层110可由阴极糊料制备或制造。例如，阴极活性层110可由氧化锰(IV)阴极糊料制备。阴极糊料可在立式磨机中制备。在至少一个示例中，可将不锈钢丸置于立式磨机中以促进阴极糊料的制备。阴极糊料可以包括一种或多种金属或金属合金、一种或多种有机溶剂(例如，乙二醇)、一种或多种苯乙烯-丁二烯橡胶粘结剂、或它们的组合。在一个示例性示例中，阴极糊料可以包括乙二醇、苯乙烯-丁二烯橡胶粘结剂、氧化锰(IV)(MnO2)、石墨或它们的组合中的一者或多者。例示性有机溶剂在本领域中是已知的，并且可以是或者包括但不限于乙二醇、丙酮、NMP等，或它们的组合。在至少一个示例中，一种或多种有机溶剂可被水性溶剂如水替代或与水性溶剂如水组合使用。例如，水可以与氧化锰(IV)或其他添加剂组合使用。
阳极和/或阴极糊料可具有约100cP至约1E6cP的粘度。例如，阳极和/或阴极糊料可具有大于或等于约100cP、大于或等于约200cP、大于或等于约500cP、大于或等于约1,000cP、大于或等于约1,500cP、大于或等于约2,000cP、大于或等于约10,000cP、大于或等于约20,000cP、大于或等于约50,000cP、大于或等于约1E5cP、大于或等于约1.5E5cP、大于或等于约2E5cP、大于或等于约3E5cP、大于或等于约4E5cP、大于或等于约5E5cP、大于或等于约6E5cP、大于或等于约7E5cP、大于或等于约8E5cP或大于或等于约9E5cP的粘度。在另一个示例中，阳极和/或阴极糊料可具有小于或等于约200cP、小于或等于约500cP、小于或等于约1,000cP、小于或等于约1,500cP、小于或等于约2,000cP、小于或等于约10,000cP、小于或等于约20,000cP、小于或等于约50,000cP、小于或等于约1E5cP、小于或等于约1.5E5cP、小于或等于约2E5cP、小于或等于约3E5cP、小于或等于约4E5cP、小于或等于约5E5cP、小于或等于约6E5cP、小于或等于约7E5cP、小于或等于约8E5cP、小于或等于约9E5cP或小于或等于约1E6cP的粘度。
在至少一个实施方案中，阳极和阴极中的每一者或它们的活性层106、110可独立地包括可生物降解的粘结剂。可生物降解的粘结剂的功能是将相应层中的每一者的颗粒锚定在一起并提供对下面的基板的粘附，相应层是阳极集电器104、阴极集电器112、阳极活性层106、阴极活性层110或它们的组合。例示性可生物降解的粘结剂可以是或者包括但不限于脱乙酰壳多糖、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、明胶、黄原胶、乙酸丁酸纤维素(CAB)、聚羟基丁酸酯(PHB)、藻酸盐、藻酸盐的衍生物如M-藻酸盐、或它们的组合中的一者或多者。在至少一个实施方案中，本文公开的关于电解质组合物的任何一种或多种可生物降解的聚合物也可用作阳极、阴极、它们的部件或它们的任何组合的可生物降解的粘结剂。如本文进一步描述的，一种或多种可生物降解的聚合物可以是交联的。因此，用于阳极、阴极和/或它们的部件的可生物降解的粘结剂可以包括本文关于电解质组合物公开的交联的可生物降解的粘结剂。
示例性可生物降解的电化学装置100的电解质层108可以是或者包括电解质组合物。电解质组合物可使用可生物降解的聚合物材料。电解质组合物可以是固体水性电解质组合物。固体水性电解质组合物可以是或者包含共聚物的水凝胶和分散在水凝胶中和/或整个水凝胶中的盐。该共聚物可以包含至少两条与聚合物中心嵌段(CB)连接的聚己内酯(PCL)链。例如，共聚物可以是包含至少两条与聚合物中心嵌段偶联的PCL链的嵌段共聚物或接枝共聚物，诸如PCL-CB-PCL。在另一个示例中，共聚物可以是嵌段共聚物或接枝共聚物，所述共聚物包括与聚合物中心嵌段偶联的聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙烯亚胺(PEI)或它们的组合中的至少一者或多者。
基于水凝胶的总重量(例如，溶剂、聚合物和盐的总重量)，共聚物或固体可以约5重量％或更大至90重量％或更小的量存在于水凝胶中。例如，基于水凝胶的总重量，共聚物可以约5重量％或更大、10重量％或更大、15重量％或更大、20重量％或更大、25重量％或更大、30重量％或更大、35重量％或更大的量存在。在另一个示例中，基于水凝胶的总重量，共聚物可以90重量％或更少、80重量％或更少、70重量％或更少、或60重量％或更少的量存在。在一个优选的实施方案中，基于水凝胶的总重量，共聚物或固体可以约5重量％至约60重量％、约5重量％至约50重量％、约20重量％至约40重量％、或约30重量％的量存在于水凝胶中。在又一个优选的实施方案中，基于水凝胶的总重量，共聚物或固体可以大于30重量％至60重量％的量存在于水凝胶中。
在某些示例中，电化学装置包括如根据本公开中详述的一种或多种方法分配的模制的电解质组合物或层。如本文所定义的，模制的电解质层提供了具有良好保真度的电解质层，相对于模制的电解质层是无气泡的，具有如本文所述的足够厚度，并且具有均匀的堆积高度。均匀的堆积高度是指电解质层在一个或多个维度上具有一致的厚度。与通过其他方法沉积的电解质层(例如，根据本公开的电化学装置中的丝网印刷的电解质层)相比，此类所得物理特性是有利的。根据本公开的电化学装置的某些示例还通过非丝网印刷方法的程序来生产，因为已知用于此类电化学装置的沉积凝胶聚合物电解质层的丝网印刷方法具有与该程序相关的问题，诸如不均匀的厚度、不充分的堆积高度和凝胶聚合物电解质膜中的气泡。不均匀的厚度可能导致全印刷电池结构中的屈曲。电池中不适当的堆积高度可能导致短路，并且膜中的气泡可能导致电池结构中差的膜均匀性。生产示例性非丝网印刷的电解质组合物层的方法(诸如挤出、模塑等)和根据本公开的方法沉积的凝胶聚合物电解质层不产生具有不均匀厚度、不充分的堆积高度和与凝胶聚合物电解质膜层相关的气泡的凝胶聚合物电解质层。
共聚物可以足以提供不含或基本上不含气泡的连续膜或层的量存在于水凝胶中。共聚物也可以足以提供约1,000cP至约100,000cP的粘度的量存在于水凝胶中。例如，共聚物可以足以提供约1,000cP、约5,000cP、约10,000cP或约20,000cP至约30,000cP、约40,000cP、约50,000cP、约75,000cP、约90,000cP或约100,000cP的粘度的量存在于水凝胶中。在某些示例中，粘度可以高达1,000,000cP，如已知用于一些阳极和阴极电池糊料中。
共聚物的聚合物中心嵌段可以是可生物降解的聚合物，从而改善或增加固体水性电解质组合物的生物降解性。聚合物中心嵌段的可生物降解的聚合物优选是天然存在的。聚合物中心嵌段可以是或者包括或者衍生自聚合物，诸如可生物降解的聚合物，包括至少两个可用于与ε-己内酯反应的游离羟基基团。如本文进一步所述，包含至少两个游离羟基基团的聚合物可与ε-己内酯反应以形成共聚物。可用于形成聚合物中心嵌段(CB)的包含至少两个游离羟基基团的例示性聚合物包括但不限于聚乙烯醇(PVA)、带有羟基的多糖、可生物降解的聚酯、羟基脂肪酸(例如蓖麻油)等或它们的组合中的一者或多者。例示性的带有羟基的多糖可以是或者包括但不限于淀粉、纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲壳质、瓜尔胶、黄原胶、琼脂、支链淀粉、直链淀粉、藻酸、葡聚糖等或它们的组合。例示性的可生物降解的聚酯可以是或者包括但不限于聚丙交酯、聚乙醇酸、聚丙交酯-共-乙醇酸、聚衣康酸、聚丁二酸丁二醇酯等或它们的组合。在一个优选的实施方案中，聚合物中心嵌段可以是或者包括聚乙烯醇(PVA)、带羟基的多糖、可生物降解的聚酯或羟基脂肪酸中的一者或多者。
在至少一个示例中，共聚物的聚合物中心嵌段可以不是可生物降解的聚合物。例如，共聚物的聚合物中心嵌段可以是或者包括但不限于聚乙二醇(PEG)、羟基封端的聚酯、羟基封端的聚烯烃(诸如羟基封端的聚丁二烯)等或它们的组合。
包括至少两条键合到聚合物中心嵌段的聚己内酯(PCL)链的共聚物可以是接枝共聚物或嵌段共聚物。共聚物是接枝共聚物还是嵌段共聚物可以至少部分地由聚合物中心嵌段的至少两个游离羟基基团的数目和/或位置决定。例如，使ε-己内酯与沿着聚合物中心嵌段链的长度在单体上具有羟基基团的聚合物中心嵌段反应形成接枝共聚物。在另一个示例中，使ε-己内酯与在聚合物中心嵌段的相应末端具有每个羟基基团的聚合物中心嵌段反应形成嵌段共聚物。例示性的嵌段共聚物可以是或者包括三嵌段共聚物、四嵌段共聚物、星形嵌段共聚物或它们的组合。
如上所述，电解质组合物可以是包含共聚物的水凝胶和分散在水凝胶中的盐的固体水性电解质组合物。水凝胶的盐可以是或者包括在本领域中已知的任何合适的离子盐。例示性离子盐可以是或者包括但不限于有机基盐、无机基盐、室温离子液体、深共熔溶剂基盐等，或它们的组合或混合物中的一者或多者。在一个优选的实施方案中，该盐是或者包括可用于锌/氧化锰(IV)(Zn/MnO2)电化学的盐。例示性盐可以是或者包括但不限于氯化锌(ZnCl2)、氯化铵(NH4Cl)、氯化钠(NaCl)、磷酸盐缓冲盐水(PBS)、硫酸钠(Na2SO4)、硫酸锌(ZnSO4)、硫酸锰(MnSO4)、氯化镁(MgCl2)、氯化钙(CaCl2)、氯化铁(FeCl3)、六氟磷酸锂(LiPF6)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)等，或它们的组合。在一个优选的实施方案中，电解质组合物的盐可以是或者包括氯化铵(NH4Cl)、氯化锌(ZnCl2)或它们的组合或混合物。在另一个实施方案中，该盐可以是或者包括碱金属盐，诸如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化铵(NH4OH)、氢氧化钾(KOH)或它们的组合或混合物。
盐可以能够、被构造成或足以提供离子电导率的量存在。例如，盐可以至少0.1M，更优选地至少0.5M，甚至更优选地至少2M，甚至更优选地至少4M的量或浓度存在于水凝胶中。该盐可以10M或更低，更优选地6M或更低的浓度存在于水凝胶中。在另一个示例中，盐可以约3M至约10M、约4M至约10M、约5M至约9M或约6M至约8M的量存在于水凝胶中。在一个示例性实施方式中，该盐包括氯化铵和氯化锌，其中氯化铵以约2.5M至约3M、约2.8M至约2.9M、或约2.89M的量存在，并且其中氯化锌以约0.5M至1.5M、约0.8M至约1.2M、或约0.9M的量存在。
在至少一个实施方案中，电解质组合物可以包含一种或多种添加剂。一种或多种添加剂可以是或者包括但不限于可生物降解的或环境友好的纳米材料。可生物降解的纳米材料能够或构造成提供和/或改善电解质层或其电解质组合物的结构强度，而不牺牲电解质层或其电解质组合物的柔性。添加剂的例示性可生物降解的纳米材料可以是或者包括但不限于多糖基纳米材料、无机纳米材料等或它们的组合。例示性多糖基纳米材料可以是或者包括但不限于纤维素纳米晶体、甲壳质纳米晶体、脱乙酰壳多糖纳米晶体、淀粉纳米晶体等，或它们的组合或混合物中的一者或多者。
基于水凝胶的总重量，一种或多种添加剂可以以至少0.1重量％的量存在。例如，基于水凝胶的总重量，一种或多种添加剂可以以至少0.1重量％、至少0.5重量％或至少1重量％的量存在。基于水凝胶的总重量，一种或多种添加剂还可以以40重量％或更少的量存在。例如，基于水凝胶的总重量，一种或多种添加剂可以以40重量％或更少、20重量％或更少、或10重量％或更少的量存在。
在至少一个实施方案中，电解质组合物可以包含水性溶剂。例如，电解质组合物可以包含水。在至少一个实施方案中，电解质组合物可以包含共溶剂。例如，电解质组合物可以包含水和另外的溶剂。例示性共溶剂可以是或者包括但不限于乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇或它们的组合中的一者或多者。共溶剂可以包括按电解质组合物的水性溶剂的总重量或体积计大于约20％、大于约30％、大于约40％、大于约50％至大于约60％、大于约70％、大于约80％、大于约85％或大于约90％的量的水。
在至少一个实施方案中，电解质组合物包含共聚物的水凝胶和分散在水凝胶中的盐、溶剂(例如水或水和共溶剂)、一种或多种光引发剂、任选的一种或多种添加剂或它们的组合。例如，电解质组合物包含共聚物的水凝胶、分散在水凝胶中的盐、溶剂、一种或多种添加剂、或它们的组合或混合物。在至少一个实施方案中，电解质组合物由共聚物的水凝胶、分散在水凝胶中的盐和溶剂(例如，水或水和共溶剂)组成或基本上由以上各项组成。在另一个实施方案中，电解质组合物由共聚物的水凝胶、分散在水凝胶中的盐、溶剂和一种或多种添加剂组成或基本上由以上各项组成。可以是水或水和共溶剂的组合的溶剂可以提供水凝胶的平衡。在国际申请PCT/US2020/046932中公开了合适的电解质组合物及其生产方法和程序，该国际申请的公开内容特此全文以引用方式并入本文。在本文所述的方法和示例中使用的合适的电解质组合物可包括具有诸如在加工时是流体的特性的凝胶聚合物电解质制剂，任选地包括交联剂，该交联剂能够通过辐射和/或温度交联以使其在加工结束时是固体但仍是柔性的，或其组合。
如前所述，示例性可生物降解的电化学装置100的电解质层108可以是或者包括固体水性电解质组合物。固体水性电解质组合物可具有商业印刷电池或商业上有用的印刷电池所必需的足够的机械和电化学性质。例如，固体水性电解质组合物可具有大于约0.10兆帕(MPa)、大于约0.15MPa或大于约0.20MPa的杨氏模量或储能模量，从而为固体水性电解质组合物提供足够的强度，同时保持足够的柔性以防止在应力下断裂。固体水性电解质组合物可具有小于或等于约100MPa、小于或等于约80MPa、小于或等于约60MPa或更小的杨氏模量。
如本文所用，术语或表述“屈服强度”可指在材料开始永久变形之前材料可经历或接收的最大应力。固体水性电解质组合物可具有约5kPa或更大的屈服强度。例如，固体水性电解质组合物可具有约5kPa或更大、约8kPa或更大、约10kPa或更大、约12kPa或更大、约15kPa或更大、或约20kPa或更大的屈服强度。
固体水性电解质组合物可对于示例性可生物降解的电化学装置100的阳极活性层106和阴极活性层110两者是电化学稳定的。例如，固体水性电解质组合物可在延长的时间段内保持稳定的开路电压，从而证明对示例性可生物降解的电化学装置100的阳极活性层106和阴极活性层110的电化学稳定性。在至少一个实施方案中，固体水性电解质组合物可在与电极层接触时电化学稳定至少一个月、至少两个月、至少三个月、至少四个月、至少五个月、至少六个月、至少一年或更长。
本文公开的固体水性电解质组合物可用于任何电化学装置，诸如电化学电池、电池和/或本文公开的可生物降解的电化学装置100。在一个优选的实施方案中，固体水性电解质组合物可用于包括Zn阳极活性层和MnO2阴极活性层的电池中。示例性可生物降解的电化学装置100的集电器104、112能够或被构造成接收、传导和输送电力。例示性集电器104、112可以是或者包括但不限于银(诸如银微粒和银纳米颗粒)、碳(诸如炭黑)、石墨、碳纤维、碳纳米颗粒(诸如碳纳米管)、石墨烯、还原的氧化石墨烯(RGO)等，或它们的任何组合。
图2示出了根据本公开的用于为电化学装置提供凝胶聚合物电解质层的方法的示意图。图2所示的方法是使用模制工艺的用于可堆肥或可生物降解电池的电解质印刷方法200的示例性示例。模制工艺是可扩展的，并且是用于可再现地产生具有高保真度、减少的缺陷(例如气泡)和均匀的堆积高度的固化的凝胶电解质层的有效方法。该方法也可扩展到不可堆肥的可固化凝胶电解质组合物，例如聚丙烯酸。电解质印刷工艺200开始于制备用于电化学装置中的基板202，该基板可包括如本文所述的附加的结构层，诸如阳极、阴极和密封件。应当注意，为了清楚起见，所示的基板202没有这些附加层。如横截面中所示，衬垫204的侧面放置在基板的顶表面上。衬垫的形状和形式应理解为旨在将凝胶聚合物电解质层210沉积在基板202的表面上的几何排列或形状。衬垫204也可被称为隔层、模具或引导件。在一个示例性示例中，使用700微米厚的橡胶片材，使用180目筛网和80硬度的刮板，用5025银油墨产生4cm×4cm的丝网印刷品，将其在100℃处固化10分钟。然后使用X-精密刀片切割出4cm×4cm银方块，以产生如图2所示的模具衬垫。剥离剂用于在衬垫204和凝胶聚合物电解质层210之间提供剥离表面，以防止在稍后移除衬垫204时的粘附。在一个示例性示例中，通过用棉签轻轻擦拭，将Silsurf A208硅氧烷二醇共聚物施加到模制的橡胶衬垫204的内缘。将模具放置在电池电极基板202上方。将足够量的凝胶聚合物电解质210溶液倒入模具的中心以填充由基板202和衬垫204产生的腔体。一旦凝胶聚合物电解质层210的一部分沉积到由衬垫204产生的腔体、井或空隙中，则将剥离层片材206放置在衬垫206和凝胶聚合物电解质层210的顶部上。在一个示例中，将作为剥离层206的裸PLA片材以滚动方式放置在填充的模具上以消除截留的气穴。接着，将压力板208(例如一片或多片重玻璃)放置在模具和剥离层片材206上，以在模具上施加足够的压力将其密封到基板202上，并将凝胶聚合物电解质210溶液铺展到模具中。虽然在该示例中使用玻璃，但是能够被施加以形成到衬垫模具204上的压力的任何足够透明的材料将是合适的，该材料可包括但不限于透明塑料，诸如聚碳酸酯。在固化之前使凝胶聚合物电解质210铺展并完全填充模具。某些示例可包括可辐射固化的凝胶聚合物电解质组合物，该组合物在固化期间将需要辐射穿透凝胶聚合物电解质的透明路径以经由辐射引发和完成固化。固化能量212的辐射，诸如紫外线、红外线、或热提升或热能，然后通过或另选地围绕压力板208传输，以产生固化的或交联的凝胶聚合物电解质214。在一个示例中，使用Fusion 16W 395nm LED灯以10英寸高度进行固化1000毫秒持续时间。一旦移除一个或多个压力板208，可以缓慢滚动的方式小心地移除剥离层片材206，并且移除衬垫204以在基板202上提供固化的聚合物电解质层。以这种方式，可生产厚度为约50微米至约700微米的凝胶聚合物电解质层。在该过程中使用的衬垫204的厚度和物理性质以及所施加的压力的量有助于凝胶聚合物电解质210的最终厚度。
凝胶聚合物电解质的示例性制剂可包括以下组成。如表1所示，在水中制备凝胶聚合物电解质组合物。
组分 质量(g) 重量％
GPE聚合物 18 31.0
电解质(水中的盐) 40 68.9
LAP(光引发剂) 0.04 0.06
总计 58.04 100.0
表1.凝胶聚合物电解质组合物
GPE聚合物是具有以下所示的通用结构的接枝聚合物：
GPE聚合物的示例性示例是PVA主聚合物链，具有如下结构中所示的PCL侧基或侧链：
图3是根据本公开的用于电化学装置的挤出的凝胶聚合物电解质层的阵列的照片。照片300示出了利用与图2中所示相似的电解质组合物沉积的方法的工艺的最终结果，所述电解质组合物沉积方法以凝胶聚合物电解质层的部分的阵列布置。如图所示，根据本公开的方法、程序和材料，在将凝胶聚合物电解质304沉积到基板302上的过程期间，示出了具有设置在该基板上的多个凝胶聚合物电解质层304的基板302。
根据本公开的一种或多种示例性方法可用于生产如本文所公开的可生物降解的电化学装置的部分或完整的可生物降解的电化学装置。根据本公开的方法可以包括提供可生物降解的基板。该方法还可包括将电极和/或电极组合物沉积在可生物降解的基板附近或其上。沉积电极可以包括沉积并干燥电极的集电器，以及沉积并干燥与集电器相邻或在集电器上的活性层(即，阳极或阴极材料)。该方法还可包括干燥电极和/或电极组合物。电极组合物可以被热干燥(例如，加热)。该方法还可包括将可生物降解的可辐射固化的电解质组合物沉积在电极组合物上或其附近。该方法还可包括辐射固化可生物降解的可辐射固化的电解质组合物。可在干燥电极组合物之前或之后辐射固化可生物降解的可辐射固化的电解质组合物。可生物降解的基板可与任选的热干燥热相容。例如，当热干燥时，可生物降解的基板可以是尺寸稳定的(例如，没有屈曲和/或卷曲)。该方法可以包括将第二电极和/或电极组合物沉积在可生物降解的可辐射固化的电解质组合物上或其附近。在至少一个实施方案中，第一电极组合物和第二电极组合物中的每一者为金属箔组合物。第一电极的金属箔组合物可以不同于第二电极的金属箔组合物。
在至少一个示例中，电化学装置、其所有部件或其基本上所有部件经由印刷工艺制造。印刷工艺可以包括沉积、压印、喷涂、溅射、喷射、涂覆、分层等。例如，可通过印刷工艺沉积一种或多种集电器、一种或多种电极组合物、可生物降解的可辐射固化的电解质组合物或它们的组合。例示性印刷工艺可以是或者包括但不限于丝网印刷、喷墨印刷、柔性版印刷(例如，印花)、凹版印刷、胶版印刷、气刷、气溶胶印刷、排字、辊到辊方法等，或它们的组合中的一者或多者。在一个优选的实施方案中，电化学装置的部件通过丝网印刷来印刷。
在至少一个示例中，辐射固化可生物降解的可辐射固化的电解质组合物包括将电解质组合物暴露于辐射能。辐射能可以是紫外光。将可生物降解的可辐射固化的电解质组合物暴露于辐射能可至少部分地交联可生物降解的可辐射固化的电解质组合物，从而形成水凝胶。可生物降解的可辐射固化的电解质组合物可在室温处辐射固化。在至少一个实施方案中，可生物降解的可辐射固化的电解质组合物在惰性气氛处固化。例如，可生物降解的可辐射固化的电解质组合物可在氮气、氩气等下固化。在另一个实施方案中，可生物降解的可辐射固化的电解质组合物可在非惰性气氛中固化。
在至少一个示例中，可生物降解的可辐射固化的电解质组合物可在约5ms至约100ms的时间段内辐射固化。例如，可生物降解的可辐射固化的电解质组合物可在约5ms、约10ms、约15ms、约20ms、约30ms、约40ms或约50ms至约60ms、约70ms、约80ms、约85ms、约90ms、约95ms或约100ms的时间段内辐射固化。足以使可生物降解的可辐射固化的电解质组合物辐射固化的时间段可至少部分地由UV光的功率输出决定。
在至少一个示例中，该方法还可包括沉积粘合剂(诸如可生物降解的粘合剂)，从而提供示例性可生物降解的电化学装置的一个或多个密封件。例如，该方法可以包括沉积粘合剂层以将电化学装置的基板或基板的一部分(例如，突出部周围的区域)彼此联接。在一些示例中，粘合剂可以是热熔性粘合剂。在另一个示例中，电化学装置可以不含或基本上不含任何粘合剂。例如，可生物降解的基板可以是可焊接的和/或可热封的，而不使用另外的粘合剂。
在至少一个示例中，可生物降解的基板可以是连续幅材，或者可以由连续幅材支撑。如本文所用，术语“幅材”可指移动支撑表面，诸如传送带。在至少一个示例中，多个电化学装置作为独立或连接的元件或部件同时印刷在连续幅材上。例如，多个电化学装置的相应部件可在并行过程中以阵列形式作为独立或连接的部件同时印刷在连续幅材上。如本文所用，术语或表述“连接的元件”或“连接的部件”可分别指电化学装置的彼此物理接触、重叠或以其他方式接触的元件或部件。例示性连接元件可以是或者包括活性层(例如，阴极活性层或阳极活性层)，所述活性层与集电器层、集电器层和铜带突出部相邻设置或设置在其顶部上；或电解质层，所述电解质层设置在活性阴极/阳极层的顶部上。
在示例性可生物降解的电化学装置的至少一个示例中，其固体水性电解质及其合成和制造方法是可用的，需要以高保真度和精确度印刷各种材料(包括集电器、阴极/阳极材料、粘结剂、粘合剂和电解质)的层。此外，通过保持溶解盐将水分保留在水性电解质内以获得良好的离子电导率对于电池性能至关重要，并且印刷的可生物降解或可堆肥电池(诸如这些电池)由于通过可生物降解的基板(其可以是聚乳酸(PLA)膜)的蒸发的水损失而使寿命缩短。此类电化学装置可具有可生物降解的聚合物复合膜包封袋，该包封袋具有可生物降解的阻隔层。例示性可生物降解的包封材料可以是或者包括但不限于聚乳酸(PLA)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、丝纤蛋白、脱乙酰壳多糖、聚己内酯(PCL)、聚羟基丁酸酯(PHB)、米纸、纤维素或它们的组合或复合物中的一者或多者。
在至少一个示例中，包括阳极、阴极和电解质组合物的柔性可生物降解的电化学装置可具有可生物降解的水分或水蒸气阻隔层或在电化学装置的外部周围形成外壳、膜或袋以防止存在于水性电解质材料内的水分蒸发的阻隔层，所述电解质组合物包含在交联之前可辐射固化，印刷在阳极和阴极之间的交联的可生物降解的聚合物材料。在此类示例中，由于整个电化学装置是可生物降解的，该装置可以由于包封袋的改进的水蒸气阻隔或水分阻隔层特性而具有延长的使用寿命，并且一旦其使用寿命结束，则该装置是可生物降解的和/或可生物降解的。可生物降解的水蒸气阻隔层或外壳的功能是提供水分阻隔层以阻止水从电化学装置内的水性电解质组合物中蒸发，从而延长电化学装置的使用寿命。应注意，关于本文所述的水蒸气阻隔层或水分阻隔层，虽然电化学装置的某些示例可具有大量的水或水分，但其他溶剂或可蒸发材料也可有助于包封在本公开的水蒸气阻隔层内的电化学装置的长时间的且可接受的操作。
相应的可生物降解的电化学装置的可生物降解的水蒸气阻隔层在约50℃至约150℃的温度处可以是稳定的。如本文所用，术语“稳定的”或“稳定性”可指基板在暴露于约50℃至约150℃的温度时抵抗尺寸变化并保持结构完整性的能力。例如，在暴露于约50℃至约150℃的温度后，可生物降解的水蒸气阻隔层能够或并构造成保持结构完整性，其中尺寸变化小于约20％、小于约15％或小于约10％。在一个示例中，可生物降解的水蒸气阻隔层中的每个阻隔层在约50℃、约60℃、约70℃、约80℃、约90℃、约100℃或约110℃至约120℃、约130℃、约140℃、或约150℃的温度处可以是稳定的(例如，尺寸变化小于20％)。在另一个示例中，可生物降解的水蒸气阻隔层中的每个阻隔层在至少100℃、至少105℃、至少110℃、至少115℃、至少120℃、至少125℃、至少130℃、至少135℃、至少140℃或至少145℃的温度处可以是稳定的。在至少一个实施方案中，可生物降解的水蒸气阻隔层可在约50℃至约150℃的温度处稳定约5min至约60min或更长的时间。例如，可生物降解的水蒸气阻隔层可在上述温度处稳定约5min、约10min、约20min或约30min至约40min、约45min、约50min、约60min或更长的时间。
在至少一个实施方案中，可生物降解的水蒸气阻隔层材料是可焊接的、可粘结的和/或可永久热密封的，而不使用另外的粘合剂。例如，本文所述的用于电化学装置外壳的可生物降解的水蒸气阻隔层可以是彼此可焊接的和/或可粘结的，而不使用相应的密封件。可以彼此可焊接和/或可粘结的例示性可生物降解的水蒸气阻隔层材料可以是或者包括但不限于热塑性塑料，诸如聚乳酸(PLA)；用成核剂改性以增强结晶度的聚丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、PLA和聚羟基丁酸酯(PHB)的共混物、基于PHB的共混物等，或它们的组合。如本文所用，术语或表述“可粘结的”、“可焊接的”和/或“可永久热密封的”可指材料(例如，基板)将两个表面彼此热密封或经由加热或熔融将两个表面彼此永久接合的能力。
在一些示例中，可生物降解的外壳、袋或水蒸气阻隔层可由金属化的、可生物降解的聚乳酸(PLA)膜制成，诸如铝金属化的聚乳酸膜。提供金属化的金属表面层可以是铝。在某些示例中，金属化层可以包括铝、其他合适的金属或合金、陶瓷、粘土、无机-有机生物聚合物的混合材料、以及它们的组合。替代示例可以具有多层金属、多层膜的内层上的金属、外层上的金属或两者。PLA膜可以是双轴取向的，以改善包封袋的物理性质。还有其他示例可以将添加剂掺入膜中，从而提供增强的水分阻隔特性。在替代示例中，用于电化学装置的可生物降解外壳、袋或水蒸气阻隔层可具有单层或具有一种或多种材料的组合的多层。单层膜或阻隔层的总体厚度可为约20微米至约100微米、约40微米至约80微米、或约50微米至约75微米。水蒸气阻隔层的金属化层在基膜层如PLA上的厚度可以为约0.5nm至约100nm、约5nm至约50nm、或约5nm至约25nm。
在某些示例中，可以使用已知具有水蒸气阻隔性质的其他材料。这些材料必须符合可生物降解和/或可堆肥的形式，并且包括诸如蜂蜡、增塑剂和可替代的可生物降解的聚合物复合膜的材料。在其中水蒸气阻隔层不是电化学装置的基板的一部分的替代装置中，可以使用与具有较宽耐温范围的可生物降解材料、聚合物或复合材料相比具有较高温度稳定性和耐受性的水蒸气阻隔层。与不具有这种阻隔层、层或外壳的电化学装置相比，具有可生物降解的外壳或具有水分阻隔特性的水蒸气阻隔层的电化学装置的示例可表现出降低的水蒸气透过率(WVTR)。
在一些示例中，电化学装置可被布置成使得电池或电化学装置容纳在外壳中或完全容纳在如所描述的具有改善的水蒸气阻隔特性的水蒸气阻隔层内，并且被定向或布置成使得阴极和阳极为并排或横向X-Y平面几何形状。在替代装置中，电化学装置可以被布置成使得电池或电化学装置容纳在如所描述的具有改善的水蒸气阻隔特性的外壳中，并且被定向或布置成使得阴极和阳极为堆叠的几何形状，如图1中所示。
本公开的示例可提供用于制造、生产或以其他方式封装具有改善的水分阻隔特性或水蒸气阻隔特性的电化学装置的方法。该方法可包括取向具有四个边缘的第一金属化PLA膜和具有四个边缘的第二金属化PLA膜，使得第一金属化PLA膜的非金属化侧面向第二金属化PLA膜的非金属化侧。第一金属化PLA膜和第二金属化PLA膜的一个或多个边缘可以密封在一起。可生物降解或可堆肥的电化学装置可放置在第一金属化PLA膜和第二金属化PLA膜之间，随后将第一金属化PLA膜的边缘和第二金属化PLA膜的边缘密封在一起，使得电化学装置的一个或多个电极通过四个边缘中的至少一个暴露。
另选地，该方法可以包括在电化学装置的顶侧上取向具有四个边缘的第一金属化PLA膜，使得非金属化侧面向电化学装置的步骤。第二金属化PLA膜在电化学装置的底侧上取向，使得非金属化侧面向电化学装置。第一金属化PLA膜的所有四个边缘和第二金属化PLA膜的四个边缘可以被密封在一起，使得一个或多个电极通过四个边缘中的至少一个暴露。以这种方式由可生物降解的镀铝聚合物阻隔层结合表面涂层和/或聚合物添加剂制造的外壳或水蒸气阻隔层可以减少或防止水蒸气从可生物降解或可堆肥的电化学装置中损失。此类装置可通过防止电解质溶剂随时间蒸发而显著延长可生物降解或可堆肥电化学装置的使用寿命。
图4示出了根据本公开的用于生产电化学装置的电解质层的方法。生产电化学装置的电解质层的方法400包括制备用于电化学装置的基板的初始步骤402，该基板具有电极。接着，生产电化学装置的电解质层的方法400包括制备衬垫以在基板上形成用于电解质层的腔体的步骤404。在某些示例性示例中，该步骤还可包括在沉积电解质组合物之前将剥离剂施加到衬垫的一个或多个内部部分和基板的顶表面。在某些示例中，脱模剂包括硅酮，尽管可以使用本领域技术人员已知的任何合适的剥离剂。接着，将电解质组合物沉积到基板上，与电极接触，使得腔体被填充到衬垫的顶表面406，随后是将剥离层施加到衬垫的顶表面和所沉积的电解质组合物的顶表面上的步骤408。在某些示例中，该步骤还可包括使剥离层与所沉积的电解质组合物的顶表面的第一边缘接触，使剥离层与所沉积的电解质组合物的顶表面的内部部分接触，同时保持剥离层在所沉积的电解质组合物的顶表面的第一边缘处的位置不变，以及使剥离层与所沉积的电解质组合物的顶表面的第二边缘接触。在某些示例中，剥离层可以是聚乳酸(PLA)片材，尽管可以使用本领域技术人员已知的任何合适的剥离层或剥离片材。生产电化学装置的电解质层的方法400还包括向剥离层的顶表面施加均匀压力410并固化电解质组合物412的步骤。在某些示例性示例中，电解质组合物是根据本公开的凝胶聚合物电解质，并且在一些示例中可包含共聚物的水凝胶和分散在共聚物的水凝胶中的盐。生产电化学装置的电解质层的方法400的某些示例可包括使电解质组合物经受紫外线辐射以固化电解质组合物。
生产电化学装置的电解质层的方法400可包括使用一个或多个透明板以向剥离层的顶表面施加均匀压力。根据电解质组合物，固化可以包括使电解质组合物经受紫外线辐射、使电解质组合物经受高温、使用另一种固化方法或它们的组合。在示例性示例中，电解质组合物包含凝胶聚合物电解质，并且还可包含共聚物的水凝胶和分散在共聚物的水凝胶中的盐。电解质组合物另选地包含稀释剂以调节电解质组合物的粘度。用于电解质组合物中的稀释剂的示例性示例可包括水或如本文所述的其他稀释剂。在生产电化学装置的电解质层的方法400中使用的电解质组合物的粘度可以为约1,000cP至约100,000cP。电解液组合物的其他例示性示例可以包括光引发剂，并且在一些示例中可以包括苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂。电解质组合物可包括具有粘结剂聚合物和第一部分的稀释剂的第一部分以及具有光引发剂和第二部分的稀释剂的第二部分。在生产电化学装置的电解质层的方法400中使用的电解质组合物的某些示例可以包括交联剂，并且因此电解质组合物可包括具有粘结剂聚合物和第一部分的稀释剂的第一部分以及具有交联剂和第二部分的稀释剂的第二部分。生产电化学装置的电解质层的方法400可以包括在分配电解质组合物之前混合电解质组合物的步骤，并且在一些示例中，使用静态搅拌器。生产电化学装置的电解质层的方法400可包括具有根据特定图案的各种形状或构造的模具。生产电化学装置的电解质层的方法400可以包括在分配之后暂停以允许电解质组合物在环境条件下聚结。生产电化学装置的电解质层的方法400还可包括移除施加到剥离层的顶表面的均匀压力，从衬垫的顶表面和电解质组合物的顶表面移除剥离层，以及从基板移除衬垫。
图5示出了根据本公开的用于生产电化学装置的电解质层的方法。生产电化学装置的电解质层的方法500开始于制备用于电化学装置的基板的步骤502，该基板具有电极，随后是制备衬垫以在基板上形成用于电解质层的腔体的步骤504以及将包含硅酮的剥离剂施加到衬垫的一个或多个内部部分和基板的顶表面的步骤506。接着，将可生物降解的电解质组合物沉积到基板上，与电极接触，使得腔体被填充到衬垫的顶表面508，并将剥离层施加到衬垫的顶表面和所沉积的可生物降解的电解质组合物的顶表面上510。向剥离层的顶表面施加均匀压力512，并使可生物降解的电解质组合物经受紫外线辐射514。在某些示例性示例中，可生物降解的电解质组合物具有约1,000cP至约100,000cP的粘度。可生物降解的电解质组合物的某些示例还包括光引发剂，诸如但不限于苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂，尽管可使用本领域技术人员已知的其他光引发剂。在某些示例中，可生物降解的电解质组合物具有第一部分和第二部分，该第一部分具有可生物降解的粘结剂聚合物和第一部分的稀释剂，该第二部分具有光引发剂和第二部分的稀释剂。另选地，可生物降解的电解质组合物包含交联剂。在某些示例中，根据权利要求15所述的生产电化学装置的电解质层的方法500还包括在沉积电解质组合物之前混合可生物降解的电解质组合物。
图6示出了根据本公开的用于生产电化学装置的电解质层的方法。生产电化学装置的电解质层的方法600包括制备用于电化学装置的基板的步骤602，该基板具有电极，随后是制备衬垫以在基板上形成用于电解质层的多个腔体的步骤604。接着，混合可生物降解的电解质组合物，其中可生物降解的电解质组合物包含具有粘结剂聚合物的第一部分和具有光引发剂的第二部分606，然后将可生物降解的电解质组合物沉积到基板上，与电极接触，使得多个腔体被填充到衬垫的顶表面608。接着，将剥离层施加到衬垫的顶表面和所沉积的电解质组合物的顶表面上，其中将均匀压力施加到剥离层的顶表面，并固化电解质组合物。在某些示例中，通过使电解质组合物经受紫外线辐射来固化电解质。另选地，可使电解质组合物经受高温以完成固化。在某些示例中，本公开的一种或多种方法可以提供电解质组合物层的多个沉积的阵列的方式使用，从而产生供单个电化学装置使用的横向非连续图案，或者更有效地制造多个电化学装置。电解质层的横向非连续图案是指具有在与电化学装置的构造一致的横向平面内不一定彼此接触的特征或物理接触点的图案。这种横向非连续图案提供了隔离或引导电解质放置的位置以及因此的活动的可能性，使得制造方法能够提供待连续制造的多个电化学装置结构。
虽然已经相对于一个或多个具体实施示出了本教导内容，但是可以对所示示例做出改变和/或修改，而不脱离所附权利要求的精神和范围。例如，应当理解，虽然所述过程被描述为一系列动作或事件，但本教导内容不受此类动作或事件的排序的限制。一些动作可按不同顺序发生和/或与除本文所述的那些以外的其他动作或事件同时发生。另外，不需要所有的过程阶段来实现根据本教导内容的一个或多个方面或实施方案的方法。应当理解，可添加结构物体和/或处理级，或者可以移除或修改现有的结构物体和/或处理级。此外，本文所描绘的动作中的一者或多者可在一个或多个单独的动作和/或阶段中执行。此外，如果术语“包括”、“包含”、“具有”、“带有”或其变体用于具体实施方式和权利要求中，则此类术语旨在以类似于术语“包括”的方式呈包括性。术语“……中的至少一者”用来指可选择所列项目中的一者或多者。此外，在本文的讨论和权利要求中，相对于一者在另一者“上”的两个材料使用的术语“在……上”意指这两个材料之间的至少一些接触，而“在……上方”意指这两个材料接近，但可能有一个或多个附加居间材料，使得接触是可能的但非必需。“在……上”和“在……上方”均不暗示如本文所用的任何方向性。术语“保形的”描述了底层材料的角度因保形材料而得以保留的涂层材料。术语“约”指示可略微改变所列的值，只要所述改变不会导致所述过程或结构与所示的实施方案不符即可。术语“耦接”、“连接”和“与……连接”是指“与……直接连接”或“经由一个或多个中间元件或构件与……连接”。最后，术语“示例性”或“例示性”指示所述描述用作示例，而非暗示其是理想的。通过考虑本说明书并实践本文公开内容，本教导内容的其他实施方案对于本领域技术人员可以是显而易见的。旨在仅将本说明书和示例视为示例性的，而本教导内容的真实范围和精神由以下权利要求指示。

Claims (20)

1.一种电化学装置，所述电化学装置包括：
阳极；
阴极；以及
设置在所述阳极和所述阴极之间的模制的电解质组合物。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述阴极和/或所述阳极以堆叠的几何形状设置。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述阴极和/或所述阳极以横向X-Y平面几何形状设置。
4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解质组合物包含凝胶聚合物电解质。
5.根据权利要求4所述的电化学装置，其中所述凝胶聚合物电解质包含含有共聚物的水凝胶和分散在共聚物的所述水凝胶中的盐。
6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解质组合物包含交联剂。
7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解质组合物包含光引发剂。
8.根据权利要求7所述的电化学装置，其中所述光引发剂包括苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂。
9.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解质组合物以横向非连续图案设置在所述阳极和所述阴极之间。
10.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解质组合物包含可生物降解的电解质组合物。
11.一种组合物，所述组合物包含模制的电解质组合物。
12.根据权利要求11所述的组合物，其中将所述模制的电解质组合物掺入电化学装置中，其中所述电化学装置包括电池。
13.一种生产电化学装置的电解质层的方法，所述方法包括：
制备用于电化学装置的基板，所述基板具有电极；
制备衬垫以在所述基板上形成用于所述电解质层的腔体；
将电解质组合物沉积到所述基板上，与所述电极接触，使得所述腔体被填充到所述衬垫的顶表面；
将剥离层施加到所述衬垫的顶表面和所沉积的电解质组合物的顶表面上；
向所述剥离层的顶表面施加均匀压力；以及
固化所述电解质组合物。
14.根据权利要求13所述的生产电化学装置的电解质层的方法，所述方法还包括在沉积所述电解质组合物之前将剥离剂施加到所述衬垫的一个或多个内部部分和所述基板的顶表面。
15.根据权利要求13所述的生产电化学装置的电解质层的方法，所述方法还包括：
移除施加到所述剥离层的所述顶表面的所述均匀压力；
从所述衬垫的所述顶表面和所述电解质组合物的所述顶表面移除所述剥离层；以及
从所述基板移除所述衬垫。
16.根据权利要求13所述的生产电化学装置的电解质层的方法，其中施加剥离层还包括：
使所述剥离层与所沉积的电解质组合物的所述顶表面的第一边缘接触；
使所述剥离层与所沉积的电解质组合物的所述顶表面的内部部分接触，同时保持所述剥离层在所沉积的电解质组合物的所述顶表面的所述第一边缘处的位置不变；以及
使所述剥离层与所沉积的电解质组合物的所述顶表面的第二边缘接触。
17.根据权利要求13所述的生产电化学装置的电解质层的方法，其中固化所述电解质组合物包括使所述电解质组合物经受紫外线辐射。
18.根据权利要求13所述的生产电化学装置的电解质层的方法，其中所述电解质组合物包含凝胶聚合物电解质，所述凝胶聚合物电解质包含含有共聚物的水凝胶和分散在共聚物的所述水凝胶中的盐。
19.根据权利要求13所述的生产电化学装置的电解质层的方法，其中使用一个或多个透明板以向所述剥离层的顶表面施加均匀压力。
20.根据权利要求13所述的生产电化学装置的电解质层的方法，其中所述电解质组合物包含具有粘结剂聚合物和第一部分的稀释剂的第一部分以及具有光引发剂和第二部分的稀释剂的第二部分。
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US6358646B1 (en) * 1998-01-27 2002-03-19 Yuasa Corporation Method of making a flat type lithium secondary battery and electrode
KR101915558B1 (ko) * 2017-07-12 2018-11-07 한국화학연구원 이차전지 용 복합 전해질 및 그의 제조방법
US11894515B2 (en) * 2019-06-28 2024-02-06 The Johns Hopkins University Electrochemical cells and electrolytes contained therein
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