[发明专利]用于湿法层合和干法层合电池单元的粘结剂

说明书

本发明提供了电池叠堆，所述电池叠堆包括用于湿法层合工艺和干法层合工艺的粘结剂。当层合时，所述电池叠堆产生电池单元(或其部分)。所述电池叠堆包括阴极，所述阴极具有设置在阴极集流体上的阴极活性材料。所述电池叠堆还包括阳极，所述阳极具有设置在阳极集流体上的阳极活性材料。所述阳极朝向所述阴极取向，使得所述阳极活性材料面向所述阴极活性材料。分隔体设置在所述阴极活性材料与所述阳极活性材料之间，并且包括粘结剂，所述粘结剂包含PVdF‑HFP共聚物。在某些情况下，电解质流体与所述分隔体接触。还提供了层合所述电池叠堆的方法。

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119(e)要求2016年3月3日提交的名称为“Binders for Wetand Dry Lamination of Battery Cells”的美国临时专利申请序列号62/303,276以及名称为“Binders for Wet and Dry Lamination of Battery Cells”的美国专利申请序列号15/375,905的权益。这两项专利申请的内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及电池单元，并且更具体地涉及用于湿法层合和干法层合电池单元的粘结剂。

背景技术

电池单元通常使用层合工艺制造，该层合工艺将分隔体粘附至一个或多个电极(诸如阴极或阳极)。这些层合工艺可涉及“湿法”工艺或“干法”工艺，“湿法”工艺时，分隔体被浸泡在电解质流体中，“干法”工艺时，分隔体中不含电解质流体。在制造期间，电池单元可经历“湿法”层合工艺和“干法”层合工艺的组合。为促进分隔体粘附至电极，分隔体包括粘结剂，该粘结剂可作为涂层沉积在其上。既适用于“湿法”层合工艺又适用于“干法”层合工艺的粘结剂在电池制造中是理想的。

发明内容

本文所提供的实施方案涉及包括用于湿法层合工艺和干法层合工艺的粘结剂的电池叠堆。当层合时，电池叠堆产生电池单元(或其部分)。电池叠堆包括阴极，该阴极具有设置在阴极集流体上的阴极活性材料。电池叠堆还包括阳极，该阳极具有设置在阳极集流体上的阳极活性材料。阳极朝向阴极取向，使得阳极活性材料面向阴极活性材料。分隔体设置在阴极活性材料与阳极活性材料之间，并且包括粘结剂，该粘结剂包含PVdF-HFP共聚物。在某些情况下，电解质流体与分隔体接触。

在一些变型中，PVdF-HFP共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且HFP的重量百分比为5％至15％。在其它变型中，粘结剂为包含第一PVdF-HFP共聚物和第二PVdF-HFP共聚物的共混粘结剂。第一PVdF-HFP共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且HFP的第一重量百分比小于或等于7％。第二PVdF-HFP共聚物具有500,000至1,000,000u的第二分子量，并且HFP的第二重量百分比为10％至15％。

本文提供的实施方案还描述了用于层合电池单元的电池叠堆的方法。该方法可涉及湿法层合和干法层合。该方法包括使分隔体与第一电极的第一活性材料接触以形成第一电池叠堆的步骤。分隔体包括粘结剂，该粘结剂包含PVdF-HFP共聚物。该方法还包括加热第一电池叠堆以将分隔体层合至第一电极的步骤。在某些情况下，该方法额外包括在加热第一电池叠堆之前用电解质流体浸泡分隔体。

在该方法的一些变型中，PVdF-HFP共聚物具有大于或等于1,000,000u的分子量，并且HFP的重量百分比为5％至15％。在该方法的其它变型中，粘结剂为共混粘结剂，该共混粘结剂包含第一PVdF-HFP共聚物和第二PVdF-HFP共聚物。第一PVdF-HFP共聚物具有大于或等于1,000,000u的第一分子量，并且HFP的第一重量百分比小于或等于7％。第二PVdF-HFP共聚物具有500,000至1,000,000u的第二分子量，并且HFP的第二重量百分比为10％至15％。

本发明提供了其它电池叠堆和层合方法。

附图说明