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陰極和用于制備陰極的方法與流程

文檔序號(hào):42068876發(fā)布日期:2025-06-04 18:33閱讀:74來源:國知局

本發(fā)明涉及一種用于制備陰極的方法、一種陰極以及包括這種陰極的電池。


背景技術(shù):

1、對(duì)于汽車工業(yè)中的應(yīng)用,特別是對(duì)于電驅(qū)動(dòng)車輛而言以及作為固定儲(chǔ)能裝置,需要壽命長且能量密度和功率密度盡可能高的能量?jī)?chǔ)存器。為了實(shí)現(xiàn)高能量密度,越來越多地使用由鋰鎳錳鈷氧化物(nmc)組成的富鎳的陰極活性材料。在陽極側(cè),往往使用石墨陽極或硅基的陽極材料。這些電極材料借助于涂布工藝,特別是狹縫式涂布或漿料澆注工藝,以漿料的形式被施加到由鋁箔制成的通常較薄的金屬箔上,該金屬箔用作集流體。

2、傳統(tǒng)的用于電極制備的漿料包括用于對(duì)陽極進(jìn)行涂布的水基處理和用于對(duì)陰極進(jìn)行涂布的基于n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)的處理。分別根據(jù)所選擇的陰極活性材料、陰極活性材料、碳添加劑與粘合劑三者之間的重量比例以及根據(jù)陰極活性材料的物理化學(xué)特性(特別是其顆粒形狀、顆粒大小、顆粒大小分布和分子量),所使用的陽極漿料固含量一般為40wt%到60wt%,所使用的陰極材料固含量一般為50wt%?到70wt%。在擠出工藝中甚至可以達(dá)到高至90%的固含量。即使工業(yè)規(guī)模下的混合過程一般不為公眾所知,漿料混合的復(fù)雜機(jī)制和過程步驟(特別是關(guān)于潤濕、分散和穩(wěn)定化)對(duì)成品電極和包括這種電極的電池的質(zhì)量和穩(wěn)定性有顯著影響是普遍認(rèn)知。特別是對(duì)于固含量高的高粘度漿料,為了獲得均勻且可再現(xiàn)的陰極活性材料層(這符合鋰離子電池的高質(zhì)量要求),對(duì)成分、粘合劑、顆粒尺寸、顆粒形狀和添加劑(如果有的話)的選擇是至關(guān)重要的。

3、出于成本和環(huán)境的原因,特別是考慮到已生效和/或預(yù)期中的政府立法,在未來要放棄在陰極漿料中使用有機(jī)溶劑,特別是n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)。另一方面,根據(jù)目前已知的現(xiàn)有技術(shù),制備不含nmp的陰極材料是一大技術(shù)挑戰(zhàn)。由于富鎳的nmc陰極粉末與水有強(qiáng)烈的相互作用,漿料的穩(wěn)定性會(huì)降低;特別是由于出現(xiàn)ph≈12的高ph值,鋁制集流體會(huì)開始腐蝕。鋁制集流體的腐蝕在ph大于9的ph值范圍內(nèi)進(jìn)行并且伴隨著氣態(tài)氫的形成,這會(huì)很容易導(dǎo)致鋁制集流體的表面發(fā)生損壞,特別是由于出現(xiàn)小孔、裂縫或?qū)臃蛛x而損壞。為了對(duì)抗鋁制集流體表面的這種損壞,已知的措施有添加酸,從而以這種方式使ph值典型地降到7至11(優(yōu)選降到8至10,特別是降到9±0.5)。但添加酸可能對(duì)陰極漿料的流變特性、其電極導(dǎo)電性能或?qū)痈街援a(chǎn)生負(fù)面影響??傮w上,可以將電池衰減看作添加酸的結(jié)果。根據(jù)酸的類型,在陰極活性材料的顆粒上也可以形成反應(yīng)層,反應(yīng)層引起電池阻抗增加并且總體上可能導(dǎo)致電化學(xué)電芯的性能降低。替代性地或額外地,陰極活性材料的涂布可以特別地借助于人工固態(tài)電解質(zhì)界面相(英語:artificial?solid?electrolyte?interphase,sei)來進(jìn)行,例如通過借助于zro2進(jìn)行涂布,以阻止水與陰極活性材料發(fā)生反應(yīng),由此避免ph值的上升。

4、de102011077932a1公開了一種用于堿金屬-硫電池的陰極單元,其包含包括碳基底的陰極集流體,以及選自硫或堿金屬硫化物并且與碳基底以導(dǎo)電方式接觸的電化學(xué)活性組件。

5、de10251241al公開了一種通過包括集流體、電極和隔膜的復(fù)合系統(tǒng)來制備鋰聚合物電池的方法,其中集流體箔片涂布有糊狀電極材料并且隨后與隔膜材料接合,使得涂布有電極材料的電極基底側(cè)與隔膜材料接觸。這種方法產(chǎn)生的鋰聚合物電池具有無表面粗糙度的光滑結(jié)構(gòu),循環(huán)穩(wěn)定性、長期穩(wěn)定性和對(duì)干擾性的副反應(yīng)的抑制有所改善。

6、ep1609878al公開了一種涂布有碳的鋁制材料,該鋁制材料可以提高鋁制材料與活性物質(zhì)層之間的附著性。涂布有碳的鋁制材料包括鋁制材料和形成于鋁制材料的表面的含碳層,并且還包括形成在鋁制材料與含碳層之間并且含有鋁和碳的的中間層。涂布有碳的鋁制材料的制備方法包括將鋁制材料布置到包含含烴物質(zhì)的空間內(nèi)的步驟,以及在鋁制材料被布置在包含含烴物質(zhì)的空間內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行加熱的步驟。

7、de102014220964a1公開了一種用于對(duì)含鋰電池電極或電容器電極進(jìn)行制備的方法,包括提供含至少一種導(dǎo)電碳材料的石墨材料;提供含電化學(xué)活性材料的活性材料混合物;將石墨材料和活性材料混合物供應(yīng)至壓延裝置內(nèi),從而通過進(jìn)料口寬度和進(jìn)料口高度來設(shè)定導(dǎo)電碳材料的濃度梯度,以及使被供應(yīng)的材料在壓延裝置內(nèi)被改型成至少包括導(dǎo)電碳基底和含活性材料混合物層的箔片。

8、wo2017/001118a1公開了一種用于鋰電池的陽極。為了提高鋰電池的庫侖效率和/或耐循環(huán)性,鋰電池包括帶石墨層的多孔硅單片。此外,本發(fā)明涉及一種制備方法、一種鋰電池和鋰電池。

9、發(fā)明目的

10、由此出發(fā),本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備陰極的方法、一種陰極以及包括這種陰極的電池,它們至少部分地克服了現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺點(diǎn)和局限。

11、該方法及陰極應(yīng)特別地能夠?qū)崿F(xiàn),可以不再添加酸,以便以此方式避免通常由于形成小孔、裂縫或?qū)臃蛛x而導(dǎo)致的鋁制集流體表面的損壞或是其它對(duì)陰極漿料流變特性或電極導(dǎo)電性能和層附著性的負(fù)面影響,這些負(fù)面影響整體上可能導(dǎo)致電池衰減加快,從而可以省去對(duì)集流體和/或陰極活性材料借助額外的物理涂布工藝進(jìn)行麻煩的改型,其中,需要使以這種方法制備的陰極的比電容相較于現(xiàn)有技術(shù)中已知的陰極不會(huì)發(fā)生劣化。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、該目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征所述的用于制備陰極的方法、陰極以及包括這種陰極的電池實(shí)現(xiàn)。能夠單獨(dú)或以任意組合實(shí)現(xiàn)的有利改進(jìn)方案在說明書下文以及從屬權(quán)利要求中示出。

2、本發(fā)明在第一方面涉及一種用于制備陰極的方法,其中該陰極具有至少一個(gè)集流體和陰極活性材料。術(shù)語“陰極”表示電極,即即能夠被施加電壓和/或電流的物體,該電極在電池放電過程中經(jīng)歷還原過程,一般就是電極活性材料內(nèi)過渡金屬陽離子的氧化態(tài)的還原反應(yīng)。與之相反,術(shù)語“陽極”表示另一個(gè)電極,在電池放電過程中在該電極處發(fā)生氧化過程。此外傳統(tǒng)上在電池充電過程維持“陰極”和“陽極”的稱呼,盡管還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)交換進(jìn)行。另外,術(shù)語“電池”表示電化學(xué)電池,該電化學(xué)電池具有至少一個(gè)陰極、至少一個(gè)與陰極電絕緣的陽極和至少一種被設(shè)置用于電荷交換的電解質(zhì);可能存在其它部件,例如電接頭和/或隔膜。

3、用于制備陰極的該方法包括接下來詳細(xì)描述的步驟a)至c),其中,可以優(yōu)選地以所列出的順序,從步驟a)開始隨后首先是b)并且接下來是c)這樣先后實(shí)施所有步驟a)至c)。替代性地,所列出的步驟中的至少兩個(gè)步驟也可以部分同時(shí)進(jìn)行,特別是在連續(xù)的方法中,其中在已經(jīng)進(jìn)行過步驟b)的陰極區(qū)段上進(jìn)行步驟c),而同時(shí)在陰極的另一些區(qū)段上進(jìn)行步驟b)并且在陰極的再另一些區(qū)段上進(jìn)行步驟a)。

4、本方法的各個(gè)步驟有:

5、a)提供集流體,其中,至少集流體的表面具有導(dǎo)電材料;

6、b)在集流體的表面涂布含碳層;以及

7、c)向含碳層施加陰極活性材料,

8、其中,含碳層包括高于60wt%且低于80wt%的碳和至少一種聚合物作為粘合劑,并且其中至少步驟b)是在介于至少30℃到最高70℃之間的溫度下進(jìn)行。

9、根據(jù)本方法的步驟a),提供集流體。術(shù)語“集流體”表示陰極中被設(shè)置用于向外部的導(dǎo)電元件,特別是向至少一個(gè)電接頭輸出由陰極產(chǎn)生的電壓和/或電流的部分。為此,至少集流體的表面(優(yōu)選集流體的整個(gè)本體)具有導(dǎo)電材料。在一種特別優(yōu)選的方案中,至少集流體的表面(優(yōu)選集流體的整個(gè)本體)具有:鋁;鎳;至少一種貴金屬(特別是金或鉑)或100%的碳,其中鋁是特別優(yōu)選的。但在任意基底上也有可能使用這些材料或其它材料(優(yōu)選陶瓷,包括al2o3)的薄層,或半導(dǎo)體,如硅(優(yōu)選摻雜形式的硅)。

10、根據(jù)本方法的步驟b),在集流體的導(dǎo)電表面涂布含碳層。術(shù)語“涂布”在此表示用來在基底上施加至少一種材料,由此在基底上產(chǎn)生層的過程。術(shù)語“層”在此涉及這樣一種布置結(jié)構(gòu),其中層的平面延展程度超出層厚至少5倍,優(yōu)選至少10倍,特別優(yōu)選至少50倍。

11、術(shù)語“含碳層”在此表示這樣的層,該層的成分具有可證實(shí)的占比的碳(c),優(yōu)選具有壓倒性占比的碳(c)。根據(jù)本發(fā)明,含碳層包括高于60wt%(優(yōu)選至少65wt%,特別優(yōu)選至少67.5wt%)且低于80wt%(優(yōu)選最高75wt%,特別優(yōu)選最高72.5wt%)的碳,特別地包括大約70wt%的碳,以及至少一種作為粘合劑的聚合物,其中,含碳層中碳和聚合物的占比特別優(yōu)選地合計(jì)為100wt%。優(yōu)選使用炭黑作為碳,其中,術(shù)語“炭黑”表示黑色粉末狀的固體,該固體物質(zhì)包括至少80wt%且最高99.5wt%的碳。但原則上也可以考慮使用至少一種另外類型的碳,特別是:導(dǎo)電炭黑,其可以具有最高數(shù)百納米的顆粒大??;導(dǎo)電石墨,例如ks6l,其具有微米范圍或亞微米范圍內(nèi)的顆粒大小;無定形碳,包括軟碳或硬碳;和/或具有雜質(zhì)(例如雜質(zhì)原子形式)的碳材料變體。

12、“粘合劑”表示被設(shè)置用于借助顆粒和/或相界之間的附著力、凝聚力和/或吸附力產(chǎn)生復(fù)合材料,其形式基本上是物理連接,由此顆粒或由相界界定的區(qū)域在復(fù)合材料內(nèi)相互吸附,使其聚合、交聯(lián)或粘結(jié)。根據(jù)本發(fā)明,含碳層所包括的粘合劑具有至少一種聚合物。術(shù)語“聚合物”在此涉及一種化合物,其包括大量彼此相鄰布置的、相同的或同類的被稱為“單體”的分子。在一種特別優(yōu)選的方案中,粘合劑所包括的聚合物選自:聚偏二氟乙烯(pvdf);聚酰胺(pa);聚丙烯酸丁酯(pba);聚丙烯酸(paa);聚甲基丙烯酸甲酯(pma);纖維素,優(yōu)選羧甲基纖維素(cmc),特別是na-cmc或琥珀?;燃谆w維素(scmc);丁苯橡膠(sbr),sbr與scmc的混合物;環(huán)氧基粘合劑,特別是環(huán)氧硬化劑體系;乳膠-氫化物-聚合物;生物聚合物,優(yōu)選多糖基植物膠,特別是海藻酸鈉、瓜爾豆膠、刺梧桐膠或黃原膠。但也可以考慮使用至少一種另外的聚合物。

13、根據(jù)本發(fā)明,含碳層的成分因此被設(shè)置在所給出的狹窄參數(shù)范圍內(nèi)。過高占比的碳(c),特別是炭黑,由于通常出現(xiàn)碳組分(特別是炭黑)從由碳和粘合劑組成的復(fù)合材料中浸出而將無法有效防止集流體表面的腐蝕,特別是無法有效防止位于集流體表面上的導(dǎo)電電極材料的腐蝕,特別優(yōu)選地在接下來根據(jù)步驟c)向含碳層施加陰極活性材料時(shí)無法有效防止鋁的腐蝕。這種效應(yīng)可以通過在市面上可獲取的涂布有石墨的鋁制集流體上進(jìn)行預(yù)先試驗(yàn)而被證實(shí)。另外將可以觀察到,在碳(c)的占比,特別是炭黑的占比非常高時(shí),在含碳層中形成有小孔,這些小孔會(huì)使集流體露出,從而使集流體不再受到針對(duì)腐蝕的保護(hù)。過低的碳(c)占比,特別是炭黑的占比一方面將惡化陰極與集流體的電接觸,另一方面如能夠通過試驗(yàn)證明的那樣,可能出現(xiàn)陰極漿料的疏水的潤濕特性,這種潤濕特性將使盡可能均勻地涂布上含碳層明顯變難或阻止盡可能均勻地涂布上含碳層。對(duì)于其它細(xì)節(jié),為此可以參考下面對(duì)實(shí)施例的描述。

14、此外,根據(jù)本發(fā)明步驟c)在介于至少30℃(優(yōu)選至少35℃,特別優(yōu)選至少40℃)到最高70℃(優(yōu)選最高65℃,特別優(yōu)選最高60℃)的溫度下在集流體表面涂布含碳層。為此,借助于以下涂布工藝在集流體的表面涂布含碳層,其中,涂布工藝優(yōu)選地選自:輥涂工藝、噴涂工藝、狹縫式涂布(英語:slot-die?coating)、擠出工藝、旋涂工藝或打印工藝(特別是氣凝膠噴射打印);但也可以考慮使用其它類型的涂布工藝。優(yōu)選的涂布工藝特別地是易于低成本實(shí)施的簡(jiǎn)單工藝;可以免于應(yīng)用復(fù)雜昂貴的涂布工藝,特別是物理氣相沉積(英語:physical?vapour?deposition,pvd)或原子層沉積(英語:atomic?layer?deposition,ald)。

15、根據(jù)本發(fā)明的含碳層因此可以特別地作為鈍化層發(fā)揮作用。術(shù)語“鈍化層”在此表示在向含碳層施加陰極活性材料時(shí)可以有效防止集流體表面腐蝕(特別優(yōu)選是鋁的腐蝕)的層。

16、根據(jù)本發(fā)明的含碳層可以具有至少0.1μm(優(yōu)選至少0.25μm,特別優(yōu)選至少0.5μm)且最高20μm(優(yōu)選最高10μm,特別優(yōu)選最高7.5μm)的層厚。對(duì)于其它細(xì)節(jié),為此可以參考下面對(duì)實(shí)施例的描述。

17、因此根據(jù)本發(fā)明,除了將含碳層的成分設(shè)定在給定的狹窄參數(shù)范圍之內(nèi)以外,還在另外給定的狹窄參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行含碳層的制備。為此可以通過實(shí)驗(yàn)證明,不應(yīng)在70℃或更高的溫度下進(jìn)行由于層厚很低可能進(jìn)行得非常快的對(duì)含碳層的干燥,因?yàn)橄噍^于所選擇的溫度范圍,在該溫度范圍內(nèi)含碳層的紋理會(huì)在微米范圍內(nèi)和/或納米范圍內(nèi)發(fā)生改變,使得針對(duì)涂布到其上的層出現(xiàn)疏水的潤濕特性甚至出現(xiàn)超疏水的潤濕特性,該潤濕特性特征在于出現(xiàn)所謂的“荷葉效應(yīng)”。對(duì)于其它細(xì)節(jié),為此可以參考下面對(duì)實(shí)施例的描述。

18、根據(jù)本方法的步驟c),將陰極活性材料施加到含碳層上。術(shù)語“施加”在此表示用來將至少一種材料涂覆到基底上的過程,由此使該材料留在基底上。陰極材料可以包括含鋰材料或具有至少一種另外的陽離子,優(yōu)選鈉離子的材料。含鋰材料可以優(yōu)選地選自:鋰鎳錳氧化物(lini0.5mn1.5o4,?lnmo);lnmo與附加化合物的混合物,附加化合物選自元素co、al和附加的li中的至少一種;富鋰的nmc(x?limn2o3?nmc);鋰鎳錳鈷氧化物(linixmnycoz,nmc)和富鋰的鋰鎳錳鈷氧化物(x?limn2o3?nmc,x≤0.4);鋰金屬磷化物(limpo4),其中m選自元素fe、mn、co或ni中的至少一種,特別是磷酸鐵鋰(lifepo4,lfp)、磷酸錳鋰(limnpo4)、磷酸鈷鋰(licopo4)和磷酸鎳鋰(linipo4);鋰鈷氧化物(licoo2,lco);鋰錳氧化物(limn2o4或li2mno3,lmo);或鋰鎳鈷鋁氧化物(lini1-x-ycoxalyo2,nca)。此外,陰極材料可以包括其它類型的含鋰材料或含鈉材料。另外,至少兩種陰極材料的組合可能是適合的。

19、在一種特別優(yōu)選的方案中,可以借助于

20、c1)將含水的陰極漿料涂抹到含碳層上;以及

21、c2)使含水的陰極漿料在含碳層上干燥

22、來進(jìn)行跟隨步驟c)所述的將陰極活性材料施加到含碳層上。優(yōu)選地,含水的陰極漿料在此可以包括陰極活性材料的水溶液。

23、術(shù)語“陰極漿料”一般表示由陰極活性材料、至少一種粘合劑的混合物,可選的添加劑(特別是導(dǎo)電炭黑或?qū)щ娛┖椭辽僖环N溶劑的混合物。通過優(yōu)選使用水作為溶劑,不同于現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法,可以以特別優(yōu)選的方式省去使用酸,由此一方面可以更好地保護(hù)集流體免于腐蝕,另一方面包括至少一個(gè)以本方法制備的電極的電池的電容量不會(huì)降低。

24、含水的陰極漿料可以根據(jù)步驟c1)借助于涂布工藝被涂抹到含碳層上。特別優(yōu)選地,可以為此使用相同的涂布工藝,該涂布工藝也被用于根據(jù)步驟b)在集流體表面涂布含碳層。涂布工藝可以優(yōu)選地選自上文所述的涂布工藝;但也可以考慮使用其它類型的涂布工藝。

25、可以在步驟c1)之后或在進(jìn)行步驟c1)期間就根據(jù)步驟c2)進(jìn)行含水陰極漿料在含碳層上的干燥。干燥在此可以以被動(dòng)或主動(dòng)方式進(jìn)行,其中,為了進(jìn)行主動(dòng)干燥,可以應(yīng)用選自輻射干燥(特別是借助于激光輻射或紅外輻射)或?qū)α魇礁稍铮ㄌ貏e是借助于流化床干燥機(jī))的干燥工藝。為了在步驟c2)期間使含水陰極漿料干燥,可以在一種特別的方案中使用至少一個(gè)溫度上升區(qū)間和/或至少一個(gè)溫度區(qū)。

26、在步驟c)期間,可以優(yōu)選地使用相同的溫度,在根據(jù)步驟b)在集流體的表面涂布含碳層期間也使用該溫度;但也可以使用更低或更高的溫度。因此,步驟c),特別是布置c2),可以在一種特別的方案中,在更低的溫度下,優(yōu)選已經(jīng)在室溫下(即15℃至25℃,特別是約20℃)進(jìn)行,或者在步驟b)進(jìn)行完畢后在高于70℃(特別是高于100℃),但低于作為粘合劑使用的聚合物的玻璃化溫度以及低于臨界溫度的溫度下進(jìn)行,在該臨界溫度下,在分別使用的陰極漿料所包括的陰極活性材料、粘合劑、可選地在添加劑(特別是導(dǎo)電炭黑或?qū)щ娛┲谐霈F(xiàn)相變或物態(tài)變化。

27、特別地如下面所示的實(shí)施例中詳細(xì)表明的那樣,狹窄參數(shù)范圍內(nèi)的被選擇的含碳層成分和在狹窄參數(shù)范圍內(nèi)的含碳層的制備方式使得由陰極活性材料組成的層特別優(yōu)選地被成型為含碳層表面上的均勻的層。術(shù)語“均勻”在此表示這樣的層,其成分和空間上的相很大程度與在層中的位置無關(guān),特別是低于相應(yīng)選擇的閾值。從陰極活性材料產(chǎn)生均勻的層特別地通過以下方式來促進(jìn),即含碳層展示出能夠?qū)崿F(xiàn)均勻涂布的潤濕特性;疏水的潤濕特性甚至超疏水的潤濕特性被排除在外。對(duì)于其它細(xì)節(jié),為此可以參考下面對(duì)實(shí)施例的描述。

28、在一種特別優(yōu)選的方案中,根據(jù)步驟c)向含碳層施加陰極活性材料可以額外地包括以下步驟:

29、c3)隨后對(duì)含碳層上至少部分干燥的陰極活性材料進(jìn)行壓延。

30、特別地,通過使用壓延工藝,該工藝可以在向含碳層施加含水的陰極漿料并且在含碳層上的含水陰極漿料已經(jīng)至少部分干燥之后進(jìn)行,如下文在對(duì)實(shí)施例的描述中詳細(xì)說明的那樣,來自陰極活性材料的顆粒被埋入或壓入含碳層。這種過程可以以特別有利的方式與提高陰極活性材料與集流體之間的力學(xué)連結(jié)和/或電連結(jié)有關(guān)。通過這種方式,一方面由陰極活性材料組成的層與集流體之間的附著性可以由于陰極中含碳層的存在而增加,另一方面由陰極活性材料組成的層與集流體之間的接觸電阻同樣可以由于陰極中含碳層的存在而降低。但其它的優(yōu)點(diǎn)也是可以設(shè)想的。

31、本發(fā)明在另一方面涉及一種陰極,該陰極優(yōu)選地通過本文所公開的方法制備。陰極在此包括:

32、-?集流體,該集流體的表面具有導(dǎo)電材料;

33、-?位于集流體表面上的含碳層;以及

34、-?位于含碳層上的陰極活性材料,其中,含碳層包括高于60wt%且低于80wt%的碳以及至少一種作為粘合劑的聚合物,并且其中,由陰極活性材料組成的層被成型為含碳層的表面上的均勻的層。關(guān)于術(shù)語“均勻”參照上文中該術(shù)語的定義。

35、本發(fā)明在另一方面涉及一種電池,該電池至少包括:

36、-?至少一個(gè)陰極,該陰極通過本文所公開的方法制備;-?至少一個(gè)陽極;以及

37、-?至少一種電解質(zhì)。此外,該電池可以具有至少一種另外的部件,特別是用于將至少一個(gè)陰極與至少一個(gè)陽極在空間上分離的隔膜。該電池因此可以特別地是鋰離子電池、鋰聚合物電池或是所謂的后鋰電池(優(yōu)選是鈉電池)。此外,可以考慮其它類型的電池或能量?jī)?chǔ)存器,特別是固態(tài)電池,其包括混合聚合物陶瓷固體電池或超級(jí)電容器。

38、所述至少一個(gè)陽極在此可以包括至少一種陽極材料,其中,陽極材料可以優(yōu)選地選自:石墨、無定形碳(包括軟碳或硬碳)、硅、硅氧化物、硅/石墨復(fù)合材料、硅氧化物/碳復(fù)合材料、硅/碳復(fù)合材料、金屬鋰、鈦酸鋰、鋰與錫、鍺、鎂、鋁和鋅中至少一種元素的合金或與摻雜有過渡金屬的氧化鋅或氧化錫、錫、鍺、鎂、鋁或鋅;但使用其它的陽極材料或至少兩種陽極材料的組合也是可以的。

39、對(duì)于與陰極還有與電池有關(guān)的其它細(xì)節(jié),參考對(duì)本文中所公開的方法的描述以及實(shí)施例。

40、本文中公開的用于制備陰極的方法、陰極以及這種陰極的電池相較于現(xiàn)有技術(shù)中已知的陰極、用于制備陰極的方法和包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的陰極的電池而言具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。特別地,在制備陰極時(shí)可以不用添加酸,并且以這種方式避免了陰極內(nèi)鋁制集流體的表面的損壞(通常是由于形成小孔、裂縫或?qū)臃蛛x)以及其它缺點(diǎn),特別是關(guān)于陰極漿料的流變特性或電極導(dǎo)電性和層附著性的缺點(diǎn),這些缺點(diǎn)整體上可能引起電池加速衰減。此外可以省去通過額外的物理涂布工藝對(duì)集流體和/或?qū)钚圆牧线M(jìn)行復(fù)雜的改型。最終可以使通過本方法制備的陰極的比電容相較于現(xiàn)有技術(shù)中已知的陰極維持不變甚至令人驚訝地得到改善。

41、詞語“有”、“具有”、“包括”或“包含在內(nèi)”或它們?cè)谡Z法上的變型在本文中以非排他性的方式使用。與之相應(yīng)地,這些詞語既可以指代其中除通過這些詞語所引入的特征外沒有另外的特征的情形,也可以指代還有一個(gè)或多個(gè)另外的特征的情形。例如,“a有b”、“a具有b”、“a包括b”或“a包含b在內(nèi)”這些表達(dá)既可以指代其中除b之外在a中沒有其它元件的情形(即a僅由b組成的情形),也可以指代其中在b之外還存在一個(gè)或多個(gè)另外的元件,例如元件c、元件c和d甚至更多元件。

42、此外要指出的是,當(dāng)表述方式“至少一個(gè)”與“一個(gè)或更多個(gè)”以及這些表述方式在語法上的變型在與一個(gè)或更多個(gè)元件或特征有關(guān)的情況下被使用或要表達(dá)該元件或特征可以被一次或多次提供時(shí),它們一般只被使用一次,例如在該特征或元件被第一次引入時(shí)。在接下來再次提及該特征或元件時(shí),一般不再使用相應(yīng)的表述方式“至少一個(gè)”或“一個(gè)或更多個(gè)”,而不會(huì)由此對(duì)該特征或元件可以被一次或多次提供的可能性構(gòu)成限制。

43、此外,詞語“優(yōu)選”、“特別”、“例如”或類似詞語在本文中與可選特征一起使用,而不會(huì)由此對(duì)替代性的實(shí)施方式構(gòu)成限制。因此,通過這些詞語引入的特征是可選特征,并且并不意圖通過這些特征來限制權(quán)利要求的范圍,特別是獨(dú)立權(quán)利要求的范圍。因此本發(fā)明,如本領(lǐng)域技術(shù)人員所見,也可以在使用不同方案的情況下被實(shí)施。類似地,通過“本發(fā)明的一種實(shí)施方式中的”或通過“本發(fā)明的一種實(shí)施例中的”所引入的特征被理解為可選特征,而不應(yīng)由此對(duì)替代性方案或獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。此外,這些引入性表達(dá)并不影響將通過它們所引入的特征與其它特征組合的一切可能性,無論是可選特征還是非可選特征。

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