[发明专利]制造电极的方法

说明书

特此通过引用将在先申请DE102011011155.7的全部内容作为本申请的组成部分。

本发明涉及一种制造用于电化学单元的电极特别是负电极的方法。电化学单元最好能够被用于使用电动机（最好是混合驱动和/或“插入式”工作）的交通工具的驱动。

电化学单元，特别是锂二次电池，由于其高能量密度和高容量而作为能量存储器被用于移动信息装置（例如移动电话）、工具、或者电动汽车以及使用混合动力的汽车中。在电化学单元的这些不同的应用领域中，特别是对用于驱动汽车的单元而言，电化学单元必须要满足很高的要求：即在重量尽可能小的情况下有尽可能高的电容量和能量密度，而该电容量和能量密度能够在大量的充电和放电循环中保持稳定。

电化学单元的寿命通常恰恰是依赖于电极的老化，特别是负电极的老化。在老化过程中，电化学单元会损失容量和性能。该过程或多或少地在很大程度上发生在最常用的电化学单元中，并且强烈依赖于使用场合（温度、存放条件、充电状态、等等），而同时还依赖于在电化学单元的制造过程中材料的质量和加工。因此，对非常纯的材料的高品质加工能使得电化学单元有很长的寿命（即其在较长的时间段上仅很少地老化），还使得其损失很少的容量和性能。

因为所使用的材料的纯度通常有物理上的或化学上的限制，例如由于合成工艺所导致的限制，所以电池制造商的首要目的在于，通过优化电极的制造工艺得到越来越高品质的并由此寿命越来越长的电化学单元，例如如在出版物EP2006942中所描述的。

根据现有技术，本发明的根本任务在于，提出一种制造用于长寿命的电化学单元的电极特别是负电极的改进的方法。

根据本发明，该任务将通过独立权利要求的教导来实现。而对本发明的优选改进方式是从属权利要求的主题。

为解决该任务，如以下详细描述的，提出了一种制造用于电化学单元的电极特别是负电极（阳极）的方法，该方法包括以下步骤：

·预处理（特别是至少部分地清洗）金属基体，最好是预处理集电器箔，更进一步最好是预处理包含铜金属的集电器；

·干燥被预处理的金属基体和/或干燥活性物质，特别是干燥负电极的阳极活性物质；

·将所述活性物质，特别是包含接合剂的活性物质应用到被预处理的金属基体上。

预处理（特别是至少部分地清洗）金属基体的表面最好是使用有机酸（最好是使用草酸）实现的，特别是在到将活性物质，特别是将负电极的阳极活性物质（最好使用连接剂）应用到金属基体上的时间间隔内实现的。

通过根据本发明的方法步骤的组合特别实现的优点在于，以阳极活性物质实现了对金属基体有被改善的好的粘合性的涂覆，由此实现了被减少的阳极老化并由此实现了被减少的电化学单元老化。以这种方式能够改善电化学单元的性能稳定性，特别是容量的稳定性。

关于“电化学单元”，其被理解为任何用于电存储能量的装置。因此，该术语特别定义了一次或二次类型的电化学单元，以及其他形式的能量存储器，例如电容器。在本发明的范畴中，关于电化学单元最好被理解为能够是电池的组成部分的锂离子电池单元。

术语“负电极”意味着，当连接到用电器，例如电动机上时，该电极给出电子。因此根据该习惯，负电极是阳极。相应地，术语“正电极”意味着，当连接到用电器，例如电动机上时，该电极接受电子。因此根据该习惯，正电极是阴极。

电极，即通过根据本发明的方法制造的正电极和/或负电极，具有至少一个金属基体和至少一个电化学活性物质。

在一个实施方式中，除了该金属基体和电化学活性物质（最好是阳极活性物质）之外，通过根据本发明的方法制造的电极具有至少一个其他的添加物，最好是用于提高导电性的添加物，其例如是在碳基底上（例如炭黑上）和/或氧化还原活性的添加物，其在电化学单元过载时，降低了、最好是最小化了、最好是避免了电化学活性材料的破坏。

术语“金属基体”最好指示如上所述的被称作“电极载体”或者“集电器”的电极组件。金属基体事实上适合于应用活性物质，并且基本上是金属性质的，最好是完全金属性质的。

金属基体最好被至少部分地设计为箔或网状结构或织物，最好具有铜或者具有含铜的合金，特别是作为轧制铜材，特别是作为铜带，所述金属基体特别借助于根据本发明的方法被连续地或者分步地处理。

在另一个实施方式中，金属基体具有铝。

在一个实施方式中，金属基体能够被设计为箔、网状结构或织物，其最好至少部分地具有合成材料（Kunststoffe）。