JP2019510345A - セパレータ付き電極を製造するためのシステムおよび方法 - Google Patents
セパレータ付き電極を製造するためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019510345A JP2019510345A JP2018546889A JP2018546889A JP2019510345A JP 2019510345 A JP2019510345 A JP 2019510345A JP 2018546889 A JP2018546889 A JP 2018546889A JP 2018546889 A JP2018546889 A JP 2018546889A JP 2019510345 A JP2019510345 A JP 2019510345A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- separator
- binder
- separator layer
- layer
- 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.)
- Pending
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
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
Description
本出願は、2012年5月16日に出願された米国仮特許出願第61/647773号の非仮出願であり、且つその優先権を主張するものであるところの、2012年9月14日に出願された米国特許出願第13/617162号の一部継続出願であり、その優先権を主張するものであり、これらの開示はその全体が本明細書に組み入れられる。
米国政府は、この発明における支払済み実施権を有し、限定された状況において特許所有者に対して、アメリカ国防兵站局によって与えられたSP4701−09−D−0049 CLIN 0002およびHQ0147−140−C−8307の条項によって規定される妥当な条件で、他者に実施権を提供することを要求する権利を有するものである。
本発明の実施形態は概して、電極を製造するための乾式無溶媒の方法および装置に関し、より詳細には、電極上にセパレータ層を形成するための方法および装置に関する。
104 フィード機構またはローラシステム
110,112 第1及び第2塗布領域
300 電極
302 基板
304 結合剤(バインダー)
500 両側電極
502 第1の活物質層
504 第2の活物質層
604 塗布領域
606 電極にセパレータ層を塗布するための装置
800 電気化学セル
802 陽極構造体
804 (銅)集電体
806 陽極活物質
808 セラミックセパレータ
810 陰極構造体
812 (アルミニウム)集電体
814 陰極活物質
816 セラミックセパレータ
Claims (21)
- 電極に乾式無溶媒のセラミック系セパレータを適用する方法であって、当該方法は、
フィード機構を介して電極を塗布領域に提供するステップと、
乾式分散塗布によって前記電極に、結合剤と非導電性セパレータ材料とで構成されたセパレータ層を塗布するステップであって、前記結合剤は熱可塑性材料および熱硬化性材料のうちの少なくとも1つを含んでなる、ステップと、
を備えてなることを特徴とする方法。 - 前記電極を加熱するステップと、
所望の均一な厚さ、密度、気孔率および屈曲度を有するセパレータ層を形成すべく、前記セパレータ層をギャップ有りでカレンダ加工するステップと、
を更に備えてなる、請求項1に記載の方法。 - 前記セパレータ層は、35μm未満の厚さを有するセパレータ層を形成するように、塗布され且つカレンダ加工される、請求項2に記載の方法。
- 前記セパレータ層の結合剤は、重量比で2〜30%の範囲である、請求項1に記載の方法。
- 前記結合剤はポリフッ化ビニリデン(PVDF)から構成される、請求項1に記載の方法。
- 前記セパレータ層は、3%〜20%のPVDFと、97%〜80%の非導電性セパレータ材料とを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記結合剤は、ポリプロピレンおよびポリエチレンのうちの1つを含む充填剤を更に含んでなる、請求項5に記載の方法。
- 前記セパレータ層は、3%〜15%のPVDFと、5%〜40%のポリプロピレンまたはポリエチレンと、45%〜92%の非導電性セパレータ材料とを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記非導電性セパレータ材料は、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、または酸化スズのうちの少なくとも一種を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記電極が陰極である場合、前記非導電性セパレータ材料は酸化マグネシウムを含み、
前記電極が陽極である場合、前記非導電性セパレータ材料は酸化アルミニウムを含む、
請求項7に記載の方法。 - 前記乾式分散塗布は、粉体被覆塗布を含む、請求項1に記載の方法。
- 電極とセパレータとを含むバッテリセルを製造する方法であって、当該方法は、
電極を提供するステップと、
前記電極を塗布領域の方へ送るステップと、
セパレータ層を形成すべく、乾式無溶媒被覆法により前記塗布領域にて前記電極上に、非導電性セラミック系セパレータ材料と結合剤との混合物を被覆するステップと、
を備えてなることを特徴とする方法。 - 基板上に前記混合物を被覆する前記ステップは、前記電極上に、前記セパレータ材料と前記結合剤との前記混合物を粉体被覆するステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記結合剤はポリフッ化ビニリデン(PVDF)から構成される、請求項12に記載の方法。
- ポリプロピレンおよびポリエチレンのうちの1つを含む充填剤を更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記セラミック系セパレータ材料は、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、または酸化スズのうちの少なくとも一種を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記セパレータ層を前記電極に接着するために、前記電極および前記セパレータ層のうちの少なくとも一方を加熱するステップと、
所望の均一な厚さ、密度、気孔率および屈曲度を有するセパレータ層を形成すべく、前記セパレータ層をギャップ有りでカレンダ加工するステップと、
を更に備えてなる、請求項12に記載の方法。 - 前記セパレータ層は、35μm未満の厚さを有するセパレータ層を形成するように、塗布され且つカレンダ加工される、請求項17に記載の方法。
- 前記セパレータ層の結合剤は重量比で2〜30%の範囲である、請求項12に記載の方法。
- 電極と、
前記電極に接着されたセパレータ層と
を備えたバッテリセルであって、
前記セパレータ層が、
熱可塑性材料および熱硬化性材料のうちの少なくとも1つを含む結合剤と、
非導電性セラミック系セパレータ材料と、
を含み、
前記セパレータ層の結合剤が重量比で2〜30%の範囲である、ことを特徴とするバッテリセル。 - 前記セパレータ層の厚さは35μm未満である、請求項20に記載のバッテリセル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021090050A JP2021166182A (ja) | 2016-03-07 | 2021-05-28 | セパレータ付き電極を製造するためのシステムおよび方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/062,883 | 2016-03-07 | ||
US15/062,883 US11050121B2 (en) | 2012-05-16 | 2016-03-07 | System and method for fabricating an electrode with separator |
PCT/US2017/020576 WO2017155801A1 (en) | 2016-03-07 | 2017-03-03 | System and method for fabricating an electrode with separator |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021090050A Division JP2021166182A (ja) | 2016-03-07 | 2021-05-28 | セパレータ付き電極を製造するためのシステムおよび方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019510345A true JP2019510345A (ja) | 2019-04-11 |
Family
ID=59789674
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018546889A Pending JP2019510345A (ja) | 2016-03-07 | 2017-03-03 | セパレータ付き電極を製造するためのシステムおよび方法 |
JP2021090050A Pending JP2021166182A (ja) | 2016-03-07 | 2021-05-28 | セパレータ付き電極を製造するためのシステムおよび方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021090050A Pending JP2021166182A (ja) | 2016-03-07 | 2021-05-28 | セパレータ付き電極を製造するためのシステムおよび方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3427316A4 (ja) |
JP (2) | JP2019510345A (ja) |
CN (1) | CN109075298A (ja) |
CA (1) | CA3055719A1 (ja) |
WO (1) | WO2017155801A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021187019A1 (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 株式会社クオルテック | 電池及び当該電池の製造方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111380936B (zh) | 2018-12-29 | 2024-06-18 | 霍尼韦尔国际公司 | 电化学气体传感器组件 |
US11569550B2 (en) * | 2019-04-05 | 2023-01-31 | EnPower, Inc. | Electrode with integrated ceramic separator |
CN114551809B (zh) * | 2022-02-24 | 2022-10-28 | 广东日信高精密科技有限公司 | 一种锂电池电极片压印装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001351616A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-21 | Toyota Motor Corp | 電極の製造方法 |
JP2009164130A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Samsung Sdi Co Ltd | 電極組立体及びそれを含むリチウム二次電池 |
JP2011124220A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池 |
US20110311855A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-12-22 | Shufu Peng | Methods and systems for making separators and devices arising therefrom |
US20130273407A1 (en) * | 2010-12-03 | 2013-10-17 | Enerdel, Inc. | Heat resistance layer for nonaqueous secondary battery, process for producing the same, and nonaqueous secondary battery |
JP2014041793A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池およびリチウムイオン二次電池の製造方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2304073A (en) * | 1940-01-23 | 1942-12-08 | Joseph B Brennan | Method of making electrolytic devices |
US20030228520A1 (en) * | 2002-06-06 | 2003-12-11 | Kaun Thomas D. | Process for manufacturing thermal battery with thin fiber separator |
US20050266298A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-12-01 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry particle based electro-chemical device and methods of making same |
US20070122698A1 (en) * | 2004-04-02 | 2007-05-31 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry-particle based adhesive and dry film and methods of making same |
JP4347759B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2009-10-21 | Tdk株式会社 | 電極の製造方法 |
JP4824394B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2011-11-30 | パナソニック株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極、その製造方法、およびそれを用いたリチウムイオン二次電池 |
JP4288621B2 (ja) * | 2006-12-19 | 2009-07-01 | ソニー株式会社 | 負極及びそれを用いた電池、並びに負極の製造方法 |
KR101351700B1 (ko) * | 2007-03-08 | 2014-01-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지 |
EP2151005A4 (en) * | 2007-05-31 | 2011-08-24 | A123 Systems Inc | SEPARATOR COMPRISING AN ELECTROACTIVE MATERIAL FOR PROTECTION AGAINST OVERLOAD |
US20120231321A1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-13 | GM Global Technology Operations LLC | Integral bi-layer separator-electrode construction for lithium-ion batteries |
US11011737B2 (en) * | 2012-05-16 | 2021-05-18 | Eskra Technical Products, Inc. | System and method of fabricating an electrochemical device |
-
2017
- 2017-03-03 WO PCT/US2017/020576 patent/WO2017155801A1/en active Application Filing
- 2017-03-03 CA CA3055719A patent/CA3055719A1/en active Pending
- 2017-03-03 EP EP17763781.6A patent/EP3427316A4/en active Pending
- 2017-03-03 CN CN201780027933.1A patent/CN109075298A/zh active Pending
- 2017-03-03 JP JP2018546889A patent/JP2019510345A/ja active Pending
-
2021
- 2021-05-28 JP JP2021090050A patent/JP2021166182A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001351616A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-21 | Toyota Motor Corp | 電極の製造方法 |
JP2009164130A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Samsung Sdi Co Ltd | 電極組立体及びそれを含むリチウム二次電池 |
US20110311855A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-12-22 | Shufu Peng | Methods and systems for making separators and devices arising therefrom |
JP2011124220A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池 |
US20130273407A1 (en) * | 2010-12-03 | 2013-10-17 | Enerdel, Inc. | Heat resistance layer for nonaqueous secondary battery, process for producing the same, and nonaqueous secondary battery |
JP2014041793A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池およびリチウムイオン二次電池の製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021187019A1 (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 株式会社クオルテック | 電池及び当該電池の製造方法 |
JP7477880B2 (ja) | 2020-03-16 | 2024-05-02 | 株式会社クオルテック | キャパシタ電池及びキャパシタ電池の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA3055719A1 (en) | 2017-09-14 |
WO2017155801A1 (en) | 2017-09-14 |
CN109075298A (zh) | 2018-12-21 |
JP2021166182A (ja) | 2021-10-14 |
EP3427316A1 (en) | 2019-01-16 |
EP3427316A4 (en) | 2019-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11394017B2 (en) | System and method of fabricating an electrochemical device | |
JP2021166182A (ja) | セパレータ付き電極を製造するためのシステムおよび方法 | |
US20220367974A1 (en) | System and method for fabricating an electrode with separator | |
CN105103339B (zh) | 用于锂离子电池的喷涂涂覆工艺的电极表面粗糙度控制 | |
TW201230453A (en) | Electrospinning for integrated separator for lithium-ion batteries | |
JP2014191880A (ja) | リチウムイオン二次電池電極用シートの製造方法 | |
US11799069B2 (en) | Intermittently coated dry electrode for energy storage device and method of manufacturing the same | |
CN108365164B (zh) | 电池的制造方法 | |
JP2013065478A (ja) | リチウムイオン二次電池の製造方法 | |
JP2000268813A (ja) | 電池及びキャパシタの電極構造、並びに電極の製造方法 | |
WO2013065478A1 (ja) | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 | |
US6833009B2 (en) | Method of fabrication of composite electrodes in lithium ion battery and cells | |
JP5798144B2 (ja) | リチウムイオン電池の製造装置およびリチウムイオン電池の製造方法 | |
JP3774980B2 (ja) | 非水電解質二次電池用電極の製造方法 | |
US20200266418A1 (en) | Gap section multilayer electrode profile | |
US20200274137A1 (en) | Substrate for electrode and method of manufacturing electrode using the same | |
JP6215737B2 (ja) | リチウムイオン電池用電極の製造方法 | |
KR20210104054A (ko) | 다공질층의 제조 방법, 적층체, 비수 전해액 이차 전지용 세퍼레이터 및 비수 전해액 이차 전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210309 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210528 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20211102 |