[发明专利]用于制造阴极的方法、阴极和电池组电池

说明书

本发明涉及一种用于制造电池组电池的阴极的方法，其中阴极的活性材料相和电解质相借助喷墨打印施加到阴极的集电体的表面上，其中阴极的活性材料相以活性材料薄层形式施加到阴极的集电体的表面上，并且电解质相以电解质薄层形式施加到阴极的集电体的表面上，使得所述薄层与阴极的集电体的表面至少近似成直角地定向。本发明还涉及一种用于电池组电池的阴极，其包括集电体、阴极的活性材料相和电解质相，其中阴极的活性材料相以活性材料薄层形式施加到阴极的集电体的表面上，并且电解质相以电解质薄层形式施加到阴极的集电体的表面上，并且所述薄层与阴极的集电体的表面至少近似成直角地定向。本发明还涉及一种电池组电池，其包括根据本发明的阴极。

技术领域

本发明涉及一种用于制造电池组电池的阴极的方法，其中阴极的活性材料相和电解质相借助喷墨打印施加到集电体的表面上。本发明还涉及一种用于电池组电池的阴极，该阴极包括集电体、阴极的活性材料相和电解质相。本发明还涉及一种电池组电池，其包括至少一个根据本发明的阴极。

背景技术

电能能够借助电池组来存储。电池组将化学反应能转化为电能。在此区分一次电池组和二次电池组。一次电池组仅仅是一次功能能力的，而也被称为蓄电池的二次电池组可重复充电。电池组在此包括一个或多个电池组电池。

在蓄电池中特别是使用基于锂的电池组电池、特别是锂离子电池组电池。所述锂离子电池组电池的特征特别是在于高的能量密度、好的热稳定性和极小的自放电。在此，锂离子电池组电池特别是应用在机动车中，特别是应用在电动车辆（Electric Vehicle，EV）、混合动力车辆（Hybride Electric Vehicle，HEV）以及插电式混合动力车辆（Plug-In-Hybride Electric Vehicle，PHEV）中。

这样的基于锂的电池组电池具有也被称为阴极的正电极和也被称为阳极的负电极以及在阳极和阴极之间的隔离物。阴极和阳极分别包括导电的集电体，分别将电极层施加到该集电体上。具有活性材料、必要时粘合剂和导电添加剂以及电解质和其他辅助物质的电极层例如可以借助喷墨打印施加到集电体上。

阴极的活性材料例如是一种或多种锂换入的金属氧化物、例如镍和/或钴和/或锰氧化物、例如氧化镍钴锰（NMC），或硫聚丙烯腈复合物或含硫的材料。阳极的活性材料例如是有锂换入能力的材料、例如石墨和/或有锂合金能力的材料、例如硅和/或金属锂。

锂原子换入到阳极的活性材料中。在运行电池组电池中、即扎起放电过程中，电子在外部电流回路中从阳极流向阴极。在此，阳极上的含锂的活性材料被氧化。在电池组电池之内，锂离子在放电过程中从阳极迁移至阴极。在电池组电池的充电过程中，锂离子从阴极迁移至阳极。

在CN 105098227中公开了一种具有所属的制造方法的锂离子电池组。在此，活性材料层借助喷墨打印施加到集电体上并且电解质层施加到活性材料层上。

从US 2013/0129914已知一种用于锂离子电池组的电极以及一种所属的制造方法。在此，多个活性材料层借助喷墨打印施加到集电体上。各个活性材料层在此具有不同厚度的活性材料。电解质层施加到活性材料层上。

在IEEE，2012，第316页至319页中的文章“Printing sub-micrometer linesbased on Electrohydrodynamics”中描述一种用于在喷墨打印中实现小于一微米的分辨率的方法。

发明内容

提出一种用于制造电池组电池、特别是基于锂的电池组电池的阴极的方法，其中阴极的活性材料相和电解质相借助喷墨打印施加到集电体的表面上。

阴极的活性材料相在此以活性材料薄层的形式施加到集电体的表面上并且电解质相以电解质薄层的形式施加到集电体的表面上。阴极的活性材料相和电解质相施加到集电体的表面上，使得活性材料薄层以及电解质薄层与集电体的表面至少近似成直角地定向。与集电体的表面成直角的方向在下文中也被称为垂直方向。