[发明专利]具有半固体电极的电化学电池及其制造方法

说明书

本文所描述的实施例一般涉及具有仅涂布在集流器的一侧上的半固体电极。在一些实施例中，电化学电池包括仅涂布在正集流器的一侧上的半固体正电极和仅涂布在负集流器的一侧上的半固体负电极。在半固体正电极与半固体负电极之间设置分隔件。半固体正电极和半固体负电极中的至少一个可以具有至少大约250μm的厚度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年11月5日提交的并且标题为“Electrochemical CellsHaving Semi-Solid Electrodes and Methods of Manufacturing the Same”的美国临时专利申请序列No.62/075,373的优先权和权益，该美国临时专利申请的公开的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文所描述的实施例一般涉及具有仅涂布在集流器的一侧上的半固体电极的电化学电池、这种电化学电池的堆以及形成这种电化学电池堆的方法。

背景技术

电池典型地由固体电极、分隔件、电解质和辅助部件(诸如，例如，封装、热管理、电池平衡、将电流载流子固结到端子中)和/或其它这样的部件构造。电极典型地包括活性材料、导电材料、粘合剂以及其它添加剂。

用于制备电池的一些已知方法包括：用由溶解或者分散在溶剂中的活性材料、导电添加剂和粘合剂组成的浆料来涂布金属衬底(例如，集流器)；使溶剂蒸发以及将经干燥的固体基质压延至指定厚度。随后切割电极、将电极与其它部件封装在一起、用电解质浸润以及随后将整个封装密封。

这种已知方法通常涉及复杂并且昂贵的制造步骤(诸如，浇铸电极)以及仅适合于有限厚度的电极，例如，小于100μm(最终单侧涂布厚度)。用于生产有限厚度的电极的这些已知方法导致了具有较低容量、较低能量密度以及高的非活性部件与活性材料比的电池。此外，已知电极配方中使用的粘合剂会增大迂曲度并且降低电极的离子导电性。

为了增大活性材料与非活性材料的比率，通常通过在集流器的两侧上都涂布电极活性材料(即，阳极配方浆料和阴极配方浆料)来形成常规电化学电池。在电极(即，阳极和阴极)之间设置分隔件以形成常规电化学电池。可以将多个这样的电化学电池堆叠在彼此的顶部(通常在其间设置有间隔物)以形成电化学电池堆。尽管这积极地影响活性材料与非活性材料的比率，但是这在制造处理中引入了复杂性。此外，装配电化学电池所需要的时间会是显著的。这会使电极材料对温度波动或者湿度的暴露增大，会使电极材料劣化以及从而降低电极的电子性质。

因此，能量存储系统开发的耐久性目标是开发具有更长循环寿命、提高的的能量密度、充电容量和总体性能的新的电化学电池和电极。

发明内容

本文所描述的实施例一般涉及具有仅涂布在集流器的一侧上的半固体电极。在一些实施例中，电化学电池包括仅涂布在正集流器的一侧上的半固体正电极和仅涂布在负集流器的一侧上的半固体负电极。在半固体正电极与半固体负电极之间设置分隔件。半固体正电极和半固体负电极中的至少一个可以具有至少大约250μm的厚度。

附图说明

图1是根据实施例的电化学电池的示意性例示。

图2是根据实施例的袋中的电化学电池的透视图。

图3示出了去除了袋的图2的电化学电池。

图4是图3的电化学电池的分解视图。

图5示出了根据实施例的包括多个电化学电池的袋中的电化学电池堆。

图6示出了去除了袋的图5的电化学电池堆。

图7示出了沿着如图6所示的线AA得到的图5所示的电化学电池堆的侧截面。

图8是根据实施例的包括具有基本上比其余正集流器和负集流器的接片更长的接片的一个正集流器和一个负集流器的电化学电池堆的透视图。