EA023721B1 - Водная суспензия для электродов батарей - Google Patents

Водная суспензия для электродов батарей Download PDF

Info

Publication number
EA023721B1
EA023721B1 EA201200835A EA201200835A EA023721B1 EA 023721 B1 EA023721 B1 EA 023721B1 EA 201200835 A EA201200835 A EA 201200835A EA 201200835 A EA201200835 A EA 201200835A EA 023721 B1 EA023721 B1 EA 023721B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
suspension
ruer
aqueous solution
lithium
polyvinylidene fluoride
Prior art date
Application number
EA201200835A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201200835A1 (ru
Inventor
Хилми Бука
Вернер Шайфеле
Пьер Блан
Original Assignee
Лекланше Са
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 Лекланше Са filed Critical Лекланше Са
Publication of EA201200835A1 publication Critical patent/EA201200835A1/ru
Publication of EA023721B1 publication Critical patent/EA023721B1/ru

Links

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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated 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
    • H01M4/621—Binders
    • 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
    • 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
    • H01M4/131—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
    • H01M4/133—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
    • H01M4/13—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
    • 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
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8828—Coating with slurry or ink
    • 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
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

Изобретение относится к суспензии или пасте для изготовления электродов аккумуляторных батарей, таких как гальванические элементы, содержащие ионы лития. Суспензия содержит связующее на водной основе, содержащее CMC, SBR и PVDF в качестве связующих материалов.

Description

Настоящее изобретение относится к электродам для аккумуляторных батарей. В частности, настоящее изобретение относится к суспензиям или пастам для использования в гальванических элементах, содержащих ионы лития.
Введение и описание предшествующего уровня техники
Электроды для гальванических элементов часто изготавливают, прикрепляя электрохимически активный электродный материал к токосъемнику. Известные токосъемники представляют собой жесткие подложки или гибкие фольги, изготовленные из электропроводного материала. Примеры широко используемых материалов токосъемников включают медь или алюминий, но можно использовать и другие материалы. Способы прикрепления электрохимически активного электродного материала к токосъемнику включают ламинирование, приклеивание с помощью клеящих веществ или покрытие. Эти способы изготовления электродов широко используют в технике.
Известно большое разнообразие электрохимически активируемых или активных электродных материалов для изготовления анодов и катодов батарей различных систем в зависимости от применения батареи. Электрохимически активный электродный материал изготавливают в виде суспензии или пасты и затем наносят на токосъемник или суспензию изготавливают в виде самостоятельного слоя, который затем прикрепляют к токосъемнику.
Суспензия или паста обычно включает смесь электрохимически активируемого или активного материала и связующего материала для образования пасты/суспензии. Часто добавляют дополнительные компоненты, такие как электропроводные добавки (т.е. технический углерод, графит, углеродное волокно, УССР (выращенное из паровой фазы углеродное волокно) и т.д.).
В технике известно большое число связующих материалов. Обнаружено, что поливинилиденфторид (РУЭР) или сополимеры поливинилиденфторида и гексафторпропилена (РУЭР-ИРР) обладают превосходными химическими и механическими свойствами при использовании в качестве связующего материала в суспензии для положительных и отрицательных электродов. В частности, РУЭР обеспечивает хорошую электрохимическую устойчивость и сильную адгезию к электродным материалам и к токосъемникам. Таким образом, РУЭР представляет собой предпочтительный связующий материал в суспензии для электродов. Однако недостаток РУЭР заключается в том, что для его растворения можно использовать только немногие определенные органические растворители, такие как ацетон, для которых требуется соблюдение определенных стандартов обращения и производства, а также способов переработки органических растворителей для повторного использования, благоприятных для окружающей среды. Кроме того, известно, что РУЭР в некоторой степени неустойчив при длительном использовании в химии гальванических элементов.
По экологическим и технологическим соображениям является предпочтительным использование водных растворов вместо органических растворителей и рассматриваются суспензии на водной основе. Возможные связующие материалы для суспензий на водной основе, которые известны в области техники, включают карбоксиметилцеллюлозу (СМС) и стирол-бутадиеновый каучук (§ВК). Публикация Н. Вида с1 а1. 81ийу οί а Чугспс ЪШаФеие гиЬЬег апй юйинп тс1йу1 се11и1о8е а§ Ыпйег £ог педайуе с1сс1гойс5 ш ЫНшт юп ЬаИспс® (1оита1 οί Ро\усг §оигсе8, 161 (2006), 617-622) описывает использование 8ВК и СМС в качестве связующих в водных растворах и их электрохимические характеристики по сравнению с РУЭР в органическом растворителе.
ЕР 0907214, соответствующий патенту США 6183907, сравнивает акрилонитрил-бутадиеновый каучук в комбинации с СМС и комбинации СМС и §ВК в качестве связующего в водном растворе с поливинилиденфторидом в органическом растворителе.
1Р 2000357505А описывает использование РУЭР в водной дисперсии, действующей в качестве связующего материала. В раствор добавлен органический растворитель И-метил-2-пирролидон (ИМР).
1Р 2008135334 предлагает использовать полимерный слой, изготовленный из РУЭР, на который нанесена суспензия, включающая СМС и §ВК в качестве связующих материалов.
Были сделаны эти и другие попытки объединения РУЭР с суспензиями на водной основе, чтобы использовать известные преимущества РУЭР в качестве связующего в суспензиях для электродов без применения органических растворителей, которые требуют особого обращения в процессе производства, но до настоящего времени не было продемонстрировано успешного осуществления данной цели.
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы преодолеть недостатки предшествующего уровня техники.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагает состав суспензии или суспензию для изготовления электрода гальванического элемента. Гальванический элемент может представлять собой ионно-литиевый элемент и может быть первичным элементом или вторичным элементом (аккумулятором). Суспензия включает комбинацию по меньшей мере трех компонентов из полиакриловой кислоты (РАА), карбоксиметилцеллюлозы (СМС), стирол-бутадиенового каучука (8ВК) и поливинилиденфторида (РУЭР) в водном растворе. Суспензия дополнительно включает электрохимически активное или активируемое соединение. Таким образом, РУЭР можно использовать в суспензии на водной основе, что обеспечивает более простое
- 1 023721 обращение, меньшее загрязнение окружающей среды и уменьшение расходов при сохранении химических и электрохимических преимуществ РУЭР, т.е. электрохимической устойчивости, возможности ламинирования, устойчивости в течение срока службы, уменьшенное содержание связующего, способствует повышению силы тока при зарядке и т.д. Сочетание РУЭР с 8ВК и СМС или РАА обладает также хорошими адгезионными свойствами, обеспечивающими ламинирование и/или нанесение суспензии без использования дополнительных адгезионных материалов.
Было обнаружено, что сочетание, состоящее из РУЭР с СМС и 8ВК в водном растворе, можно использовать в качестве связующего суспензии для положительных или отрицательных электродов, где СМС и 8ВК используют в качестве связующего, а РУЭР используют в качестве соединительного материала для ламинирования.
Альтернативно, СМС или 8ВК можно заменять РАА в качестве связующего материала. Сочетание РУЭР с РАА и 8ВК можно с одинаковым успехом использовать в суспензии для положительных или отрицательных электродов. Можно использовать РАА для уменьшения рН суспензии, что позволяет предотвращать или подавлять коррозию.
Сочетание РУЭР с 8ВК, СМС и РАА можно также использовать в водном растворе, объединяя преимущества СМС и РАА.
Латекс можно диспергировать в данном водном растворе, чтобы стабилизировать РУЭР в водном растворе. Использование дисперсии латекса в сочетании с РУЭР делает возможным применение РУЭР в водных растворах, сохраняя преимущества РУЭР в качестве соединительного материала для ламинирования и в то же время избегая применения органических растворителей.
Никакие органические растворители или другие дополнительные компоненты, кроме латекса, не требуются или не используются для растворения РУЭР в водном растворе.
Водный раствор представляет собой деионизированную воду.
Концентрацию, составляющую от приблизительно 0,5 до приблизительно 10 мас.%, каждого из СМС, 8ВК и РУЭР можно использовать для устойчивой суспензии с хорошими химическими и электрическими свойствами.
В составе суспензии не требуются органические растворители, но такие растворители можно использовать без изменения идеи настоящего патента. Суспензии могут не содержать никакого органического растворителя, и в процессе изготовления суспензии исключаются или сокращаются дорогостоящие, ограничительные и усложненные операции с органическими растворителями.
Во многих случаях важно иметь не содержащий воды эффективный электродный материал перед добавлением электролита. Таким образом, можно сушить суспензию или изготовленный электрод.
Электрохимически активируемый материал может включать по меньшей мере одно вещество из графита, титаната, сложных оксидов лития, таких как ЬМО (оксид лития-марганца), Ρί-Νί'.'Λ (оксид лития, никеля, кобальта и алюминия), ЬСО (оксид лития и кобальта), ЬИСМ (оксид лития, никеля, кобальта и марганца), ЬРР (фосфат лития и железа) и оксидов других металлов, или других материалов, известных в области техники, а также их смесей. Суспензию можно использовать для положительного электрода и/или для отрицательного электрода.
Настоящее изобретение также относится к способу или изготовлению электрода для гальванического элемента. Способ включает получение суспензии, содержащей комбинацию по меньшей мере трех компонентов из РАА, СМС, 8ВК и РУЭР в водном растворе, нанесение или ламинирование суспензии на токосъемник и сушку суспензии. Латекс можно добавлять в водный раствор для стабилизации суспензии.
Латекс можно использовать в дисперсии с РУЭР в водном растворе. Водный раствор может дополнительно включать по меньшей мере два компонента из РАА, СМС и 8ВК, которые можно добавлять в дисперсию.
Способ может дополнительно включать добавление неводного электролита к электроду.
Способ и суспензия обладают таким преимуществом, что в них использованы только водные растворы, с которыми работать легче и дешевле.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение, которое определено формулой изобретения, будет описано в отношении подробно обсуждаемых примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, где фиг. 1 представляет характеристики циклирования для гальванических элементов, содержащих катоды Ρί-ΝΡΟ и графитовые аноды, изготовленные из смеси со связующими на водной основе;
фиг. 2 представляет поведение в режиме разряда гальванического элемента Ш-ЖГО/графит на фиг.
1.
- 2 023721
Подробное описание
Гальванический элемент согласно настоящему изобретению можно изготавливать стандартными способами, известными специалисту в данной области техники. Специалисту в данной области техники обычно известно использование суспензий для изготовления положительных или отрицательных электродов, т.е. катодов или анодов. Суспензию можно наносить на токосъемник. Токосъемник может представлять собой металлическую фольгу и может включать такие материалы, как медь или алюминий, но и другие токосъемники можно использовать в настоящем изобретении.
Суспензию согласно настоящему изобретению изготавливают, смешивая связующий материал с активным электродным материалом в водном растворе. Можно добавлять дополнительные компоненты.
В состав связующего материала включены карбоксиметилцеллюлоза (СМС), стирол-бутадиеновый каучук (§ВК) в качестве связующего и поливинилиденфторид (РУЭР) в качестве соединительного материала для ламинирования. Никакие другие связующие материалы не используются. В качестве альтернативы или дополнения к СМС можно использовать полиакриловую кислоту (РАА) для уменьшения рН суспензии. Суммарное количество связующего материала в суспензии может составлять от приблизительно 0,5 до приблизительно 30 мас.%. Получены хорошие результаты, когда суммарное количество связующего в суспензии составляло приблизительно 10 мас.%. Связующее можно смешивать в водном растворе, приготовленном на основе деионизированной воды. Можно добавлять латекс в концентрации от приблизительно 0,5-10%, чтобы стабилизировать водную дисперсию РУЭР.
Суспензия включает активный электродный материал и другие компоненты, такие как технический углерод и, необязательно, дополнительные добавки.
Пример анодного активного электродного материала может представлять собой графит. Примеры катодного активного электродного материала включают ЬРР, ЬЛСМ, ЬСО, Ы-ЛСА. ЬМО или оксиды других металлов и их смеси.
Пример 1. Суспензия для положительного электрода (анода).
Графитовая суспензия для электрода может включать 2% СМС или РАА, 5% §ВК, 3% РУЭР, 2% технического углерода и 88% графита. Перечисленные выше компоненты можно смешивать, получая суспензию в водном растворе. Водный раствор может представлять собой деионизированную воду. В раствор можно добавлять латекс, чтобы сохранять РУЭР в устойчивой дисперсии. Используемые материалы имеются в продаже. Никакие другие материалы не используются. Содержание воды зависит от используемых активных материалов, связующего и других электропроводных материалов и их концентрации в суспензии.
Пример 2. Суспензия для отрицательного электрода (катода).
Суспензию для отрицательного электрода (катода) можно смешивать, используя 4% СМС или РАА, 6% §ВК, 3% РУЭР, 6% технического углерода и 88 мас.% ЬРР или оксида другого металла. В раствор можно добавлять латекс, чтобы сохранять РУЭР в устойчивой дисперсии. Присутствующий в этой системе Ы-ЛСО готовят, используя РУЭР в качестве связующего и ацетон в качестве растворителя. Тем не менее, электроды Ы-ЛСО можно изготавливать, используя ЛМР, воду, ацетон, Ν,Ν-диметилацетамид (ЭМАС) или другие органические растворители.
Описанные выше суспензии наносили на анодный токосъемник и на катодный токосъемник соответственно. Токосъемник можно изготавливать из любого известного материала, такого как, например, алюминий или медь, и его можно использовать в виде фольги. Изготовленные таким способом катод и анод вставляли в гальванический элемент и разделяли сепаратором.
У изготовленных таким способом гальванических элементов исследовали циклируемость и поведение в режиме разряда в зависимости от температуры.
Фиг. 1 представляет циклируемость гальванических элементов, содержащих катоды Ы-ЛСО и графитовые аноды, изготовленные из смеси, содержащей связующее на водной основе. Суспензию изготавливали, используя РУЭР в качестве связующего и ацетон в качестве растворителя. Сохранение емкости на постоянном уровне в течение двухсот циклов заряда-разряда свидетельствует о хорошей циклируемости гальванических элементов, содержащих суспензии на водной основе.
Фиг. 2 представляет поведение в режиме разряда элементов Ы-ЛСО/графит. Графитовые электроды изготавливали, используя смесь связующего материала на водной основе согласно примеру 1.
Результаты показывают отсутствие различий при использовании суспензий на водной основе по сравнению с суспензиями на основе органических растворителей или других суспензий. Таким образом, использование суспензий на водной основе позволяет уменьшать или предотвращать использование органических растворителей в суспензиях, что упрощает приготовление суспензий.
Следует отметить, что можно изготавливать суспензии, не содержащие органического растворителя. Однако в определенной концентрации органические растворители можно использовать в некоторых приложениях настоящего изобретения. Тем не менее, органический растворитель не является необходимым для растворения связующего материала, и связующий материал можно использовать в водном растворе.
Хотя приведенное выше подробное описание примера дано исключительно в иллюстративных целях, можно использовать другие активные электродные материалы с СМС, 8ВК и РУЭР в качестве свя- 3 023721 зующих материалов в водном растворе. Специалист в данной области техники оптимизирует концентрации СМС, 8ВК и РУЭР в зависимости от используемого активного электродного материала и от желательных свойств суспензии.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Суспензия для изготовления электрода для содержащего ионы лития гальванического элемента, содержащая комбинацию полиакриловой кислоты (РАА), стирол-бутадиенового каучука (8ВК) и поливинилиденфторида (РУЭР) в водном растворе и электрохимически активируемый материал.
  2. 2. Суспензия по п.1, содержащая комбинацию поливинилиденфторида (РУЭР), полиакриловой кислоты (РАА), стирол-бутадиенового каучука (8ВК) и дополнительно карбоксиметилцеллюлозы (СМС) в водном растворе.
  3. 3. Суспензия по п. 1 или 2, дополнительно содержащая латекс в водном растворе.
  4. 4. Суспензия по п.З, содержащая дисперсию поливинилиденфторида (РУЭР) и латекса в водном растворе.
  5. 5. Суспензия по любому из предыдущих пунктов, в которой водный раствор содержит деионизированную воду.
  6. 6. Суспензия по любому из предыдущих пунктов, состав которой свободен от органического растворителя.
  7. 7. Суспензия по любому из пп.2-6, в которой концентрация каждого из полиакриловой кислоты, карбоксиметилцеллюлозы, стирол-бутадиенового каучука и поливинилиденфторида составляет от 0.5 до 10 мас.%.
  8. 8. Суспензия по любому из предыдущих пунктов, в которой электрохимически активируемый материал содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей графит, титанат, сложные оксиды лития и других металлов, таких как ЬМО (оксид лития-марганца), Ю-ЫСА (оксид лития, никеля, кобальта и алюминия), ЬСО (оксид лития и кобальта), ЬИСМ (оксид лития, никеля, кобальта и марганца), ЬРР (фосфат лития и железа), а также их смеси.
  9. 9. Способ изготовления электродов для использования в гальваническом элементе, содержащем ионы лития, включающий получение суспензии, содержащей комбинацию полиакриловой кислоты (РАА), стиролбутадиенового каучука (8ВК) и поливинилиденфторида (РУЭР) в качестве связующего материала в водном растворе;
    нанесение или ламинирование суспензии на токосъемник.
  10. 10. Способ по п.9, в котором получают суспензию, содержащую комбинацию полиакриловой кислоты (РАА), стирол-бутадиенового каучука (8ВК) и поливинилиденфторида (РУЭР) и дополнительно карбоксиметилцеллюлозы (СМС).
  11. 11. Способ по п.9 или 10, в котором получение суспензии включает диспергирование латекса в водном растворе для поддержания РУЭР в виде стабильной дисперсии.
  12. 12. Способ по любому из пп.9-11, дополнительно включающий добавление неводного электролита.
  13. 13. Способ по любому из пп.10-12, в котором концентрация каждого из полиакриловой кислоты, карбоксиметилцеллюлозы, стирол-бутадиенового каучука и поливинилиденфторида составляет от 0.5 до 10 мас.%.
  14. 14. Способ по любому из пп.9-13, дополнительно включающий сушку суспензии.
    Характеристики циклирования ~ι ι ι-ι-1-1-1-1-1-1
    20 40 60 80 100 120 ,40 160 180 200
    Число циклов
EA201200835A 2011-08-03 2012-06-29 Водная суспензия для электродов батарей EA023721B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1113378.2A GB2493375A (en) 2011-08-03 2011-08-03 Aqueous slurry for battery electrodes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201200835A1 EA201200835A1 (ru) 2013-03-29
EA023721B1 true EA023721B1 (ru) 2016-07-29

Family

ID=44735378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201200835A EA023721B1 (ru) 2011-08-03 2012-06-29 Водная суспензия для электродов батарей

Country Status (15)

Country Link
US (3) US20130034651A1 (ru)
EP (1) EP2555293B1 (ru)
JP (3) JP2013038074A (ru)
KR (1) KR101761803B1 (ru)
CN (1) CN102916190B (ru)
AR (1) AR086748A1 (ru)
BR (1) BR102012015829A2 (ru)
CA (1) CA2778626C (ru)
DK (1) DK2555293T3 (ru)
EA (1) EA023721B1 (ru)
ES (1) ES2481917T3 (ru)
GB (1) GB2493375A (ru)
HR (1) HRP20140572T1 (ru)
SI (1) SI2555293T1 (ru)
TW (1) TWI621301B (ru)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104081568B (zh) * 2012-02-16 2017-03-08 株式会社Lg 化学 包含含有水性粘合剂的负极的锂二次电池
EP2999759B1 (en) * 2013-05-23 2024-02-14 Hercules LLC Binder composition for an electrode and methods for producing the same
CN103280566B (zh) * 2013-05-31 2015-07-08 广东凯德能源科技有限公司 一种锂离子电池正负极浆料的制备方法
KR20140147052A (ko) * 2013-06-18 2014-12-29 주식회사 엘지화학 애노드용 바인더 용액, 그를 포함하는 애노드용 활물질 슬러리, 그 활물질 슬러리를 이용한 애노드 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR101593314B1 (ko) * 2013-07-26 2016-02-11 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극 바인더 및 이를 포함하는 이차전지용 전극
US9431659B2 (en) 2013-07-26 2016-08-30 Lg Chem, Ltd. Electrode binder for secondary battery and electrode for secondary battery comprising the same
DE102013111826A1 (de) * 2013-10-28 2015-04-30 Westfälische Wilhelms-Universität Münster Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Lithium-Ionen-Batterie
CN103943815A (zh) * 2014-03-24 2014-07-23 傅汝毅 锂离子电池正极涂布工艺
US20150280239A1 (en) 2014-04-01 2015-10-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Aqueous binder composition for lithium ion electrical storage devices
JP6181590B2 (ja) * 2014-04-02 2017-08-16 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極及び非水電解質二次電池
KR102238365B1 (ko) 2014-11-21 2021-04-09 삼성에스디아이 주식회사 고내열성 분리막, 그 제조 방법 및 이를 구비한 이차 전지
WO2017059117A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 A123 Systems, LLC High capacity anode electrodes with mixed binders for energy storage devices
JP6281552B2 (ja) * 2015-10-05 2018-02-21 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池の製造方法
US10361423B2 (en) 2016-01-18 2019-07-23 Grst International Limited Method of preparing battery electrodes
CA3029067A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Hydro-Quebec Electrode materials and processes for their preparation
US10205200B2 (en) 2016-07-07 2019-02-12 Grst International Limited Method for recycling lithium-ion battery
KR102452900B1 (ko) 2016-07-22 2022-10-11 셀가드 엘엘씨 개선된 코팅, 코팅된 분리기, 전지 및 관련 방법
US10644785B2 (en) * 2016-11-03 2020-05-05 Airbus Operations Gmbh Wireless distribution of aircraft data and/or avionics parameters and/or control commands between a standardized aircraft interface point and other systems, e.g., passenger entertainment systems
CN110100337A (zh) * 2016-12-20 2019-08-06 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 用于锂离子电池的水性电极粘合剂
JP6944641B2 (ja) 2017-04-24 2021-10-06 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池およびその製造方法
US11374223B2 (en) 2017-06-30 2022-06-28 Ppg Industries Ohio, Inc. Slurry composition including binder containing reaction product of epoxy functional polymer and acid functional polymer for lithium ion electrical storage devices
KR20190027601A (ko) 2017-09-07 2019-03-15 현대자동차주식회사 전극용 슬러리, 이를 포함하는 전극 및 리튬 이차전지
JP6992572B2 (ja) * 2018-02-14 2022-01-13 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池用負極の製造方法
CN113366072A (zh) * 2019-01-30 2021-09-07 克瑞尼股份有限公司 用于安全文件的性能粘合剂
EP3809489A1 (en) 2019-10-14 2021-04-21 ETH Zurich Aqueous cathode slurry preparation for manufacturing lithium-ion battery cathodes
JP7506481B2 (ja) 2020-02-03 2024-06-26 日本スピンドル製造株式会社 スラリー保管装置、スラリー製造システム及びスラリー保管方法
KR20220064792A (ko) 2020-11-12 2022-05-19 현대자동차주식회사 양극활물질 믹싱방법
CN112838210B (zh) * 2021-01-26 2022-04-08 江西安驰新能源科技有限公司 一种水溶性锂电池正极浆料合浆工艺
KR20220119818A (ko) * 2021-02-22 2022-08-30 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 철인산화물 프라이머층을 포함하는 리튬 이차전지용 양극, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN112952061B (zh) * 2021-03-01 2022-09-20 芜湖天弋能源科技有限公司 一种磷酸铁锂水性正极浆料及其制备方法、环保长循环型锂离子电池
KR20240008905A (ko) * 2021-05-14 2024-01-19 알케마 인코포레이티드 수계 결합제 조성물 및 이의 적용
CN113755042A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 中山大学 一种二氧化钛涂层及其制备方法和应用
KR20240101416A (ko) * 2022-12-23 2024-07-02 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 전극용 바인더 조성물, 이를 포함하는 리튬-황 이차전지용 양극 및 리튬-황 이차전지

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2107360C1 (ru) * 1993-03-04 1998-03-20 Асахи Касеи Когио Кабусики Кайся Аккумуляторная батарея
RU2183368C2 (ru) * 1997-05-27 2002-06-10 Тдк Корпорейшн Электрод для аккумулятора с неводным электролитом
RU2358361C1 (ru) * 2005-04-19 2009-06-10 Эл Джи Кем, Лтд. Функциональные добавки к электролиту и электрохимическое устройство, содержащее такой электролит
WO2011027631A1 (ja) * 2009-09-01 2011-03-10 日産自動車株式会社 電池

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2766969B1 (fr) 1997-08-04 1999-09-24 Alsthom Cge Alcatel Liant pour electrode de systeme electrochimique a electrolyte non aqueux
JPH11354125A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Hitachi Maxell Ltd リチウム二次電池
JP2000357505A (ja) 1999-06-15 2000-12-26 Fuji Elelctrochem Co Ltd 非水電解液二次電池
JP2002050360A (ja) * 2000-08-07 2002-02-15 Nippon Zeon Co Ltd リチウムイオン二次電池電極用バインダー及びその利用
JP2002158012A (ja) * 2000-11-21 2002-05-31 Seimi Chem Co Ltd 非水系電池用の電極体製造用スラリー組成物
KR100714135B1 (ko) * 2002-04-02 2007-05-02 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 전해액용 재료 및 이의 용도
JP2005032632A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Hitachi Maxell Ltd 非水二次電池の製造方法
KR100560539B1 (ko) * 2003-11-17 2006-03-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP5078330B2 (ja) 2006-11-29 2012-11-21 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用負極極板及びこの負極極板を用いた非水電解質二次電池
JP4976174B2 (ja) * 2007-03-26 2012-07-18 日立ビークルエナジー株式会社 密閉型二次電池
JP2008243441A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
US7931984B2 (en) * 2007-11-28 2011-04-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including the same
US8148015B2 (en) * 2008-03-21 2012-04-03 Byd Company Limited Cathode materials for lithium batteries
CN101640264A (zh) * 2008-07-28 2010-02-03 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池的负极极片的制造方法及使用该负极极片的锂离子电池
JP2011003529A (ja) 2009-05-21 2011-01-06 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系二次電池用バインダー樹脂組成物、非水系二次電池用負極及び非水系二次電池
KR101761428B1 (ko) * 2009-05-26 2017-07-25 이시하라 산교 가부시끼가이샤 티탄산 리튬, 그 제조 프로세스 및 그를 각각 포함하는 전극 활물질 및 축전 디바이스
EP2436067B1 (en) * 2009-05-29 2018-04-11 Arkema Inc. Aqueous polyvinylidene fluoride composition
US8557426B2 (en) * 2009-08-19 2013-10-15 Electronics And Telecommunications Research Institute Vacuum-sealing-type flexible-film primary battery
US20110171371A1 (en) * 2010-01-13 2011-07-14 CNano Technology Limited Enhanced Electrode Composition for Li ion Battery
US9077030B2 (en) * 2010-01-24 2015-07-07 Medtronic, Inc. Implantable medical devices with low volume batteries, and systems
CN101887970B (zh) * 2010-06-25 2013-03-27 宁德新能源科技有限公司 锂离子二次电池正极片的制备方法
CN102005562B (zh) * 2010-09-30 2013-02-27 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池及其制作方法
CN102290577B (zh) * 2011-07-25 2016-03-23 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池的负极

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2107360C1 (ru) * 1993-03-04 1998-03-20 Асахи Касеи Когио Кабусики Кайся Аккумуляторная батарея
RU2183368C2 (ru) * 1997-05-27 2002-06-10 Тдк Корпорейшн Электрод для аккумулятора с неводным электролитом
RU2358361C1 (ru) * 2005-04-19 2009-06-10 Эл Джи Кем, Лтд. Функциональные добавки к электролиту и электрохимическое устройство, содержащее такой электролит
WO2011027631A1 (ja) * 2009-09-01 2011-03-10 日産自動車株式会社 電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20130034651A1 (en) 2013-02-07
JP2018174149A (ja) 2018-11-08
AR086748A1 (es) 2014-01-22
CA2778626A1 (en) 2013-02-03
JP2013038074A (ja) 2013-02-21
US20160013492A1 (en) 2016-01-14
US20200067099A1 (en) 2020-02-27
US11283078B2 (en) 2022-03-22
HRP20140572T1 (hr) 2015-01-02
EP2555293B1 (en) 2014-03-19
GB201113378D0 (en) 2011-09-21
SI2555293T1 (sl) 2014-09-30
ES2481917T3 (es) 2014-07-31
KR101761803B1 (ko) 2017-08-17
CA2778626C (en) 2021-02-09
TW201308736A (zh) 2013-02-16
EA201200835A1 (ru) 2013-03-29
CN102916190B (zh) 2017-03-01
JP2020064866A (ja) 2020-04-23
BR102012015829A2 (pt) 2013-08-06
TWI621301B (zh) 2018-04-11
DK2555293T3 (da) 2014-06-30
EP2555293A1 (en) 2013-02-06
CN102916190A (zh) 2013-02-06
GB2493375A (en) 2013-02-06
KR20130016061A (ko) 2013-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11283078B2 (en) Aqueous slurry for battery electrodes
US8900746B2 (en) Aqueous secondary battery
US20120058400A1 (en) Rechargeable battery using an aqueous binder
US20130270485A1 (en) Composite for li-ion cells and the preparation process thereof
US9666866B2 (en) Transition metal hexacyanometallate electrode with water-soluble binder
KR102243405B1 (ko) 리튬-이온 배터리 전극의 이온 전도성 개선을 위한 첨가제
US9088047B2 (en) Electrode for a lithium battery
KR20150071452A (ko) 이차 전지용 음극 슬러리 제조 방법
CN113054263A (zh) 一种锌离子电池及其制备方法
KR20190009252A (ko) 부극 집전체, 부극 및 수계 리튬 이온 이차 전지
US9935311B2 (en) Method for manufacturing an electrode for an electrochemical energy store and electrochemical energy store
KR20200045368A (ko) 전극활물질층 형성용 슬러리 조성물의 제조방법, 상기 슬러리 조성물로 형성된 활물질층을 포함하는 리튬 이차 전지용 전극, 및 상기 전극을 포함하는 리튬 이차 전지
KR20150107928A (ko) 리튬폴리아크릴레이트와 전도성 고분자를 포함하는 리튬이차전지 음극제조용 수계 결합제조성물
JP5703580B2 (ja) 水溶液系リチウム二次電池用電極合材、水溶液系リチウム二次電池用電極ペースト、水溶液系リチウム二次電池用電極及び水溶液系リチウム二次電池
US20150017567A1 (en) Electrochemical energy storage device or energy conversion device comprising a galvanic cell having electrochemical half-cells containing a suspension or fullerene and ionic liquid
US20210296634A1 (en) Aqueous zinc lithium-ion battery and method for making same
JP2007149533A (ja) 電極、およびそれを用いた電気化学セル
JP6895640B2 (ja) 電池
KR20160042114A (ko) 리튬 이온 배터리를 위한 양극 제조 방법 및 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM