JP7289321B2 - 半固体電極および電池製造の連続的および半連続的方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年7月9日に出願された「半固体電極および電池製造の連続的および半連続的方法」と題された米国仮特許出願第62/695,483号の優先権および利益を主張し、その開示は、その全体を参照することによって本明細書に組み込まれる。
図5~図8は、連続的または半連続的な方法で半固体電極を製造する方法を示している。いくつかの実施形態では、集電体材料は、集電体供給装置からコンベア上に連続的に移動され、分配機構を通過することができる。いくつかの実施形態では、集電体材料は、コンベアシステムを介して連続的に移動されることができる。いくつかの実施形態では、コンベアシステムは、コンベアの移動方向に対して平行および/または垂直に移動されるように構成された一連のプレートを含むことができる。本明細書で使用される場合、プレートは、コンベアシステムの移動方向に対して移動されるように構成された複数の平面構造を指し、パレット、シート、カバー、フィルム、または他の適切な構造とすることもできる。いくつかの実施形態では、コンベアシステムは、シャトルコンベア、ワイヤベルトコンベア、ベルトコンベア、穿孔コンベア、拡散コンベア、ローラーコンベア、チェーンコンベア、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
いくつかの実施形態では、半固体電極を製造するための連続的または半連続的方法は、図5~図8に関して上述した方法のうちの1つの組み合わせと、2つのプレートの間に集電体の一部を物理的に配置して完成電極の少なくとも1つのエッジを画定する追加のステップとを含むことができる。いくつかの実施形態では、そのようなハイブリッド方法は、連続集電体がプレート上に配置されるときにプレートを最初に開くことができる第1のステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、連続集電体は、リールフィーダから、1つ以上のローラーを横切って、コンベア上に供給されることができる。いくつかの実施形態では、連続集電体は、図1に関して、上述した連続集電体と実質的に同様とすることができる。
図9~図11は、連続集電体の一部を半固体電極スラリーによってコーティングされることから覆うか、さもなければ保護することによって、連続的に半固体電極を製造する方法を示している。いくつかの実施形態では、連続集電体は、マスキング材料の事前の適用によって保護されることができる。いくつかの実施形態では、マスキング材料は、集電体をコンベア、例えばリールフィーダに供給するように構成された集電体供給装置に装填される前に、連続集電体上に適用されることができる。
いくつかの実施形態では、半固体電極を製造する連続的または半連続的プロセスは、エンドフレーム構造の使用を含むことができる。いくつかの実施形態では、マスキング材料の代わりに、またはマスキング材料に加えて、上述したように、半固体電極スラリーを集電体上に配置する前にエンドフレーム構造を集電体上に配置することができる。いくつかの実施形態では、エンドフレームは、集電体を所定の位置に保持することができる。いくつかの実施形態では、エンドフレームは、エンドフレームが、集電体の表面上に半固体電極スラリーを配置および保持することができる空洞を少なくとも部分的に画定するように、少なくともいくつかのz方向の厚さを有することができる。
図12A~図12Cは、半固体電極スラリーを含むアノードおよびカソードのうちの少なくとも1つを有する電気化学セルを製造するプロセスにおける様々なステップを示している。図12Aに示されるように、ステップ1において、マスキング材料は、電気化学セルの集電体として使用されることができる導電性材料の一部の上に配置されることができる。いくつかの実施形態では、マスキング材料は、マスキングを通して見える導電性材料の露出部分のみが半固体電極スラリーの堆積に利用可能であるように、導電性材料に配置されることができる。いくつかの実施形態では、導電性材料は、電源接続タブとすることができる導電性材料の突出片を含むことができる。
Claims (20)
- 半固体電極スラリーを集電体上に連続的に分配することと、
前記半固体電極スラリーを別個の部分に分離することと、
前記集電体を切断して完成電極を形成することと、を備える、方法。 - さらに、
前記完成電極を、セパレータによって介在される第2の完成電極と隣接させて、完成した電気化学セルを形成することを備える、請求項1に記載の方法。 - 前記半固体電極スラリーが結合剤なしである、請求項1に記載の方法。
- 前記半固体電極スラリーが、固定分配機構を介して分配される、請求項1に記載の方法。
- 前記集電体が、毎分約1メートルを超える速度で前記固定分配機構を通過して移動する、請求項4に記載の方法。
- 前記固定分配機構が、前記集電体が前記固定分配機構を通過するときに、所定の速度で前記集電体の複数の領域に前記半固体電極スラリーを分配するように構成されたノズルを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記半固体電極スラリーが、調整可能な分配機構を介して分配される、請求項1に記載の方法。
- 前記調整可能な分配機構が、z軸に沿って移動するように構成されたノズルである、請求項7に記載の方法。
- 前記ノズルが鋳造ギャップを1μm未満の精度に制御する、請求項8に記載の方法。
- 半固体電極を製造する方法であって、
第1のプレートと第2のプレートとの間に集電体材料の一部を介在させて分配面を形成することと、
半固体電極スラリーを前記分配面に連続的に分配することと、
前記2つのプレートの間から前記集電体材料の一部を除去して、前記半固体電極スラリーを別個の部分に分離することと、
前記集電体を切断して前記半固体電極を形成することと、を備える、方法。 - 前記半固体電極スラリーが結合剤なしである、請求項10に記載の方法。
- 前記集電体材料の一部を前記第1のプレートと前記第2のプレートとの間に介在させることが、押し込み装置によって行われる、請求項10に記載の方法。
- 前記第1のプレートが第1の固定エッジを有し、前記第2のプレートが第2の固定エッジを有し、前記第1の固定エッジが、前記第2の固定エッジに当接して前記集電体の部分と摩擦係合する、請求項10に記載の方法。
- さらに、
前記完成電極をセパレータによって介在された第2の完成電極と隣接させて、完成した電気化学セルを形成することを備える、請求項10に記載の方法。 - さらに、
ビデオカメラおよびコンピュータプロセッサを介して前記完成電極を検査することを備える、請求項10に記載の方法。 - 半固体電極を製造する方法であって、
マスク材料を集電体材料上に連続的に配置することと、
半固体電極スラリーを前記集電体材料上に連続的に分配することと、
前記マスク材料を除去して、前記集電体上の半固体電極スラリーの別個の部分を少なくとも部分的に画定することと、
前記集電体を切断して前記半固体電極を形成することと、を備える、方法。 - 前記半固体電極スラリーが結合剤なしである、請求項16に記載の方法。
- さらに、
前記半固体電極スラリーをブレードによって広げることを備える、請求項16に記載の方法。 - さらに、
前記ブレードの振動が、前記半固体電極スラリーの拡散中である、請求項18に記載の方法。 - さらに、
前記半固体電極をセパレータによって介在された第2の電極と隣接させて、完成した電気化学セルを形成することを備える、請求項16に記載の方法。
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