[发明专利]电池和形成电池电极的方法

说明书

在至少一个实施例中，提供了一种电池和一种形成电池电极的方法。所述电池包括与未经处理的集流体相比具有增加的表面能的经电子束处理的集流体以及设置在集流体的经处理的表面上的电极。所述电极可包括均匀地涂覆集流体的表面的水溶性粘合剂，经处理的集流体可与水溶性粘合剂具有70度或更小的接触角。在涂敷电极浆料之前，电子束处理可作为电池生产工艺的一部分应用于移动的集流体箔。

技术领域

一个或多个实施例涉及一种在电池中使用的经处理的集流体箔。

背景技术

电池性能的增强是便携式电子设备、电网调整和电动车辆的进步的重要问题。可再充电电池或二次电池通常包括正电极、负电极、隔膜和电解质。集流体常常附着到每个电极以从电池提取电流。常见的电池生产方法包括制备用溶剂与导电碳和粘合剂相混合的活性材料的浆料、将浆料分散在金属集流体上以及干燥浆料。可再充电电池经常重复地循环，这可能导致膨胀。

发明内容

在至少一个实施例中，提供了一种电池，所述电池包括与未经处理的集流体相比具有增加的表面能的经电子束处理的集流体以及设置在集流体的经处理的表面上的电极。电极可包括水溶性粘合剂，例如，羧甲基纤维素(CMC)、黄原胶或聚乙烯醇(PVA)。在一个实施例中，粘合剂与集流体的处理的表面上的羟基形成化学键。在另一个实施例中，集流体与水溶性粘合剂具有70度或更小的接触角。集流体可以是由铜或铝形成的金属箔。

在至少一个实施例中，提供了一种形成电池电极的方法，所述方法包括：用电子束处理集流体的表面；对处理过的表面涂敷包括电极活性材料和粘合剂的浆料；干燥浆料以形成电池电极。集流体可以为金属箔。在一个实施例中，处理步骤包括使金属箔在电子束的下方通过，所述电子束从固定的源发射。金属箔可以以每分钟10英尺至100英尺的速度在电子束的下方通过。在一个实施例中，金属箔在电子束的下方通过两次或更多次。在另一个实施例中，电子束被设置成10kGy至200kGy的辐射水平。电子束可具有50kV至200kV的适用电压。可以用电子束处理集流体的两个相对的表面。在一个实施例中，粘合剂为水溶性粘合剂，例如，羧甲基纤维素(CMC)、黄原胶或聚乙烯醇(PVA)。可在环境条件下和/或在65°F至75°F时执行处理步骤。

在至少一个实施例中，提供了一种电池，所述电池包括集流体金属箔和电极，所述电极包括均匀地涂覆在集流体金属箔的表面的水溶性粘合剂。集流体金属箔与水溶性粘合剂可具有70度或更小的接触角。

附图说明

图1是锂离子电池的示意图；

图2是用于具有经电子束处理的集流体的电极的生产装配线的实施例；

图3是根据一个实施例的在移动的集流体上的电子束路径的示意图；

图4是电子束处理以及随后集流体用粘合剂粘合的示意图；

图5A是浇铸在未经处理的铜箔集流体上的包括羧甲基纤维素粘合剂的干燥浆料的照片；

图5B是浇铸在经电子束处理的铜箔集流体上的包括羧甲基纤维素粘合剂的干燥浆料的照片；以及

图6是示出采用包括羧甲基纤维素粘合剂的浆料的未处理的铜箔集流体与电子束处理的铜箔集流体的接触角的曲线图。

具体实施方式

按照所要求的，在此公开本发明的详细实施例；然而，要理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，其可以以各种和替代形式实施。附图不一定是按比例绘制的；可夸大或最小化一些特征以显示特定组件的细节。因此，这里公开的具体结构和功能细节不应解释为是限制性的，而仅为用于教导本领域技术人员以各种形式采用本发明的代表性基础。