[发明专利]通过添加草酸制备的水性阴极浆料和由其制成的阴极

说明书

一种制造正电极的方法包括使用电极制剂、稀释剂和草酸形成颗粒的浆料，将浆料涂覆在集流体上，以及使得集流体上的涂层干燥以形成正电极。电极制剂包括电极活性材料、导电碳源、有机聚合物粘合剂以及水溶性聚合物。稀释剂基本上由水构成。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月23日提交的名称为“用于锂离子电池的阴极的水性粘合剂系统的处理技术”的美国临时申请序号61/894,722的优先权和利益，所述申请以引用的方式并入本文。

发明背景

本公开一般涉及电池和电池模块的领域。更具体来说，本公开涉及可以用于车辆背景(例如，xEV)以及其他能量储存/消耗应用中的电池单元。

将电功率用于所有或一部分其原动力的车辆(例如，电动车辆(EV)、混合动力车辆(HEV)、充电式混合动力车辆(PHEV)、微混合动力车辆(MHEV)等，统称为“电动车辆”(xEV))与使用内燃发动机的更传统的气动车辆相比提供若干优点。例如，与使用内燃发动机的车辆相比，电动车辆可以产生较少的不良排放产物并且可以呈现出更高的燃料效率，(并且在一些状况下，这些xEV可以完全消除如在某些类型的PHEV的状况下的汽油使用)。

随着电动车辆技术持续发展，需要提供一种用于这些车辆的改进的动力源(例如，电池系统或模块)。例如，需要在无需对电池再充电的情况下增加这些车辆可以行进的距离。此外，还可能需要提高这些电池的性能并减少与电池系统相关的成本。例如，对于xEV电池系统而言，可能需要电池系统被适合地包装以在电池系统在工作期间可能遭遇的大范围的环境条件下(例如，热、冷、潮湿、振动等)适当地起作用。

发明内容

以下概述与最初要求的主题的范围相应的某些实施例。这些实施例并不意欲限制本公开的范围，而是这些实施例仅意欲提供某些公开的实施例的简要概述。事实上，本公开可以涵盖可以与以下阐述的实施例类似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种制造正电极的方法包括使用电极制剂、稀释剂和草酸形成颗粒的浆料，将浆料涂覆在集流体上，以及使得集流体上的涂层干燥以形成正电极。电极制剂包括电极活性材料、导电碳源、有机聚合物粘合剂以及水溶性聚合物。稀释剂基本上由水构成。

在第二实施例中，一种制造正电极浆料的方法包括将基本上由水构成的稀释剂与电极制剂的成分和有机酸混合，所述成分包括水溶性聚合物、电极活性材料、导电碳源以及有机聚合物粘合剂。导电碳源以基于电极制剂的总重量的4重量％或更小的量存在；有机聚合物粘合剂以基于电极制剂的总重量的1.0重量％与1.5重量％之间的量存在；水溶性聚合物以基于电极制剂的总重量的0.5重量％与1.0重量％之间的量存在；并且至少一种电极活性材料以基于电极制剂的总重量的93.5重量％与94.5重量％之间的量存在，从而使得正电极浆料的固体含量是基于浆料的总重量的约60％或更多。

在第三实施例中，正电极浆料包括接触成分的接触产品，所述接触成分包括电极制剂。电极制剂包括锂镍锰钴复合氧化物作为至少一种电极活性材料、导电碳源、有机聚合物粘合剂以及水溶性聚合物，导电碳源以基于电极制剂的总重量的4重量％或更小的量存在；有机聚合物粘合剂以基于电极制剂的总重量的1.0重量％与1.5重量％之间的量存在；水溶性聚合物以基于电极制剂的总重量的0.5重量％与1.0重量％之间的量存在；并且至少一种电极活性材料以基于电极制剂的总重量的93.5重量％与94.5重量％之间的量存在，从而使得正电极浆料的固体含量是基于浆料的总重量的约60％或更多。正电极浆料还包括有机酸和稀释剂。稀释剂基本上由水构成。

在第四实施例中，一种制造锂离子电化单元的方法包括使用电极制剂、稀释剂和酸制造正电极浆料。正电极包括每平方厘米约4至约16毫克之间的电极制剂的加载重量。该方法还包括使用负电极浆料和额外的集流器来制造负电极以及使用包括正电极、负电极和包括锂离子源的电解质溶液的成分来形成锂离子电化单元。锂离子电化单元在200个循环之后保持约85％或更大的放电容量。

附图说明