[发明专利]蓄能装置的电极制造

说明书

本发明提供一种用于制造蓄能装置的电极的方法。所述方法包含加热溶剂与供用作蓄能介质的材料的混合物；将活性材料添加到所述混合物；将分散剂添加到所述混合物以提供浆料；用所述浆料涂布集电器；以及压延所述集电器上的浆料涂层以提供所述电极。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年10月5日提交的第63/087,507号美国临时申请的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容特此以引用的方式并入本文中。

技术领域

本文中所公开的本发明涉及蓄能装置，且特定来说，涉及电池组(battery)和超电容器的电极制造。

背景技术

对可再生能源的日益增加的使用带来了许多好处，也带来了挑战。也许最显著的挑战是开发高效的蓄能。为了真正利用可再生能源，需要廉价且大功率的蓄能。实际上，无数其它行业将受益于蓄能的改进。一个实例是在汽车行业，电动汽车和混合动力汽车越来越受欢迎。

也许最普遍且最方便的蓄能形式就是电池组。电池组与双层电解电容器(EDLC)有许多共同的特征。举例来说，这类装置通常包含通过分隔物与阴极材料层隔开的阳极材料层。电解质提供在这些电极之间的离子传输以提供能量。

在现有技术中，蓄能装置的电极通常包含混合到蓄能材料中的某一形式的粘合剂。也就是说，粘合剂本质上是确保粘附到集电器的胶粘剂形式。遗憾的是，提供电极的物理完整性的粘合剂材料通常是不导电的，随时间引起性能不良和操作降级。常常，粘合剂材料是有毒的且可能是昂贵的。

许多现代应用需要对能量密度、可使用寿命(即，循环特性)、安全性、等效电阻(ESR)、制造成本、物理强度和其它这类方面中的至少一个进行性能改进。另外，优选的是，改进的装置在广温度范围内可靠地操作。粘合剂材料的使用会减损这些性能需求。因此，改进在制造电极(例如，阳极和阴极)时使用的技术会提供改进在其中使用电极的蓄能装置的性能的最大机会。

可以想象的是，蓄能装置内的空间非常珍贵。也就是说，空隙空间会导致并入蓄能材料的机会丧失。因此，高效的制造技术是开发高性能蓄能装置的关键。作为一个实例，将蓄能介质施加到集电器上通常可导致电极表面粗糙，基本上就会在蓄能设备内产生空隙。

因此，需要的是当制造蓄能装置时确保浆料均匀分散到集电器上的方法和设备。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于制造蓄能装置的电极的方法。所述方法包含加热溶剂与供用作蓄能介质的材料的混合物；将活性材料添加到所述混合物；将分散剂添加到所述混合物以提供浆料；用所述浆料涂布集电器；以及压延所述集电器上的浆料涂层以提供所述电极。

在另一实施例中，提供并入有电极的蓄能装置。

附图说明

本发明的特征和优点从以下结合附图做出的描述中显而易见，在附

图中：

图1是描绘现有技术蓄能装置(ESD)的方面的示意性剖面图。

图2是描绘图1的蓄能装置(ESD)的现有技术蓄电池(storage cell)的方面的示意性剖面图。

图3A、3B和3C(在本文中统称为图3)是描绘图2的蓄电池中的电极之间的离子传输的方面的示意图。

图4是描绘根据本文中的教示的用于制造电极的工艺的实例的流程图。

图5、6、7和8是描绘在图4中所阐述的工艺中经组装的材料的方面的示意图。