JP6616326B2 - カソードスラリを製造する方法およびカソード - Google Patents
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Description
比較のリチウムイオン電池
リン酸鉄リチウム(Phostech Lithium Inc.により製造されたthe Life Power(登録商標)P2グレード)7500グラムと、N−メチルピロリジノン(”NMP”)7500グラムとを、粉砕媒体として使用される直径1.5mmのイットリア安定化ジルコニアを含むボトルへ加えることにより、カソードスラリのプレミックスが準備された。プレミックスは、約75から90分間粉砕され、100ミクロンのフィルタを用いてフィルタリングされ、一晩貯蔵された。
America, Inc.,NY,NY)、約4.9重量パーセントと、気相成長炭素繊維約1.0重量パーセントと、シュウ酸約0.1重量パーセントとを25(プラネタリブレードスピード)/300(分散ブレードスピード)rpmで2時間混合することにより準備された。それから、アノード混合物100%に、約20%の追加のNMPが添加され、25(プラネタリブレードスピード)/1000(分散ブレードスピード)rpmで約1時間混合されてアノードスラリが形成された。アノードスラリは、箔基板の両側へコーティングされ、乾燥され、カレンダリングされて約38ミクロンから約48ミクロンの厚さを有するアノードが形成された。アノードは、パウチセルを形成するため、その相応の寸法へ切断された。カソードおよびアノードは、これらの2つの電極間に配置された(日本の東レ株式会社から商業的に利用可能な)一片のセパレータと共にパウチセル内へ形成された。パウチセルは、電解質溶液(Purely te 、Novolyte Technologiesから商業的に利用可能)で充填された。4つの比較パウチセルがテスト用に準備された。
一晩貯蔵されるのではなくカソードスラリの準備に即座に使用されたという点を除き、比較例で説明された通りにカソードスラリのプレミックスが準備された。
Claims (13)
- 有機溶媒、リン酸鉄リチウム、ポリマバインダ、および少なくとも一つの導電剤を備え、30重量パーセントから40重量パーセントの固体を備えるカソードスラリを製造する方法であって
前記リン酸鉄リチウムと前記有機溶媒とを備えるプレミックスを提供することと、
前記ポリマバインダと前記有機溶媒とを混合することによりポリマ溶液を形成し、前記プレミックスの50重量パーセントから75重量パーセントを前記ポリマ溶液に混合して第1混合物を形成することと、
少なくとも一つの導電剤を前記第1混合物に合成させて第2混合物を形成し、前記プレミックスの25重量パーセントから50重量パーセントを前記第2混合物に混合してカソードスラリを形成することと、
を備える方法。 - 前記プレミックスを前記ポリマ溶液に混合する前に、前記混合物が150ミクロン未満の平均粒度を有するように前記プレミックスをフィルタリングすることをさらに備える請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの導電剤を前記第1混合物に合成させることは、第1導電剤を混合することと、前記第1導電剤を前記第1混合物に混合した後に第2導電剤を混合することを備える、請求項1または2に記載の方法。
- 前記カソードスラリには実質的に粗粒(grit)が無い、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カソードスラリは、30重量パーセントから37重量パーセントの固体を備える、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固体は、リン酸鉄リチウムを75重量パーセントから95重量パーセント、前記ポリマバインダを1重量パーセントから10重量パーセント、および、前記少なくとも一つの導電剤を1重量パーセントから10重量パーセントを備える、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリマバインダは、フッ化ポリビニリデン(PVDF)ベースのポリマ、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、アクリルコポリマ、カルボキシメチルセルロース、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリロニトリル、およびこれらの合成物からなるグループから選択される、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの導電剤は、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、部分黒鉛化コークス、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、およびこれらの合成物からなるグループから選択される、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
- 混合は、せん断ミキサ、プラネタリミキサ、分散機、回転ブレードミキサ、高強度ミキサ、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択されたミキサによって行われる、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に従ってカソードスラリを準備することと、
基板の少なくとも一つの側へカソードスラリを堆積してカソード被覆基板を形成することと、
前記カソード被覆基板を乾燥させてカソードを形成することと、
を備える、
カソードを形成する方法。 - 堆積は、スロットダイコータ、ロールコータ、リバースグラビア、スクリーン印刷機、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択されたコータ(coater)によって行われる、請求項10に記載の方法。
- 前記カソードは、15ミクロンから150ミクロンに及ぶ平均厚さを有する、請求項10または11に記載の方法。
- 前記カソードは、カソードの表面全体に10パーセント未満の厚さ変動を有する、請求項10乃至12のいずれか一項に記載の方法。
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