[发明专利]锂离子电池材料的微波干燥

说明书

技术领域

本公开内容涉及锂离子电池组的制造，以及更具体地，涉及使用微波辐射以干燥用于锂离子电池组的电极材料。

背景及概述

锂离子电池组的每个电池包括负电极和正电极。负电极可以由锂离子插入的、分散在铜或镍基底上的还原碳材料组成。正电极可以由分散在铝基底上的锂金属氧化物组成。正电极和负电极可以布置在层中，在它们之间放置绝缘隔离物以防止短路。得到的层状结构可以被折叠或卷绕成为期望的电池结构，与电池的外部接触点连接，使用非水电解质溶液润湿，并且然后密封在合适的封装物内。

一般来说，锂离子电池的性能和寿命可取决于从密封在电池封装物内的材料排除水分—即，水—的程度。因此，在添加电解质溶液之前，可以在真空下加热正电极和负电极层以使电极材料干燥。然而，真空处理费用高并且耗费时间，并且不容易应用于连续的加工，例如，卷到卷过程。

因此，本公开内容的一个实施方式提供用于制作锂离子电池的方法。该方法包括在锂离子电池的基底上沉积电极材料作为涂层，使用不同频率的微波辐射照射沉积的电极材料，使用非水电解质溶液润湿照射的电极材料，以及在气密的封装物内密封润湿的电极材料。另一个实施方式提供用于制作锂离子电池的装置。该装置包括电极材料沉积台、微波干燥台、润湿台和密封台。沉积台配置为在锂离子电池的基底上沉积电极材料作为涂层。干燥台包括微波发射器，其配置为使用不同频率的微波辐射照射沉积的电极材料。润湿台配置为使用非水电解质溶液润湿照射的电极材料。密封台配置为在气密的封装物内密封润湿的电极材料。

提供以上陈述以便以简化的形式介绍本公开内容的选择的部分，并非确定关键或必要的特征。由权利要求书限定的所主张的主题既不限于上述内容也不限于本文提及的解决任何问题或缺点的实施。

附图简述

图1A和1B显示根据本公开内容的实施方式的锂离子电池电极在横截面上的外观。

图2A显示根据本公开内容的实施方式的用于圆柱形锂离子电池的如布置的正电极和负电极。

图2B显示根据本公开内容的实施方式的圆柱形锂离子电池的外观。

图3A显示根据本公开内容的实施方式的用于扁平的锂离子电池的如布置的正电极和负电极。

图3B显示根据本公开内容的实施方式的扁平的锂离子电池。

图4是呈现制作根据本公开内容的实施方式的锂离子电池的装置的方块图。

图5显示制造根据本公开内容的实施方式的锂离子电池的装置的微波干燥台的外观。

图6图解制造根据本公开内容的实施方式的锂离子电池的实例方法。

图7图解在制造根据本公开内容的实施方式的锂离子电池的装置的微波干燥台内照射电极材料的实例方法。

详述

将通过实例并且参考上述列举的图解的实施方式描述本公开内容的方面。一致地标识并且以最少的重复描述在一个或多个实施方式中基本上相同的部件、过程步骤和其他要素。然而，需要注意的是一致地标识的要素也可以在一定程度上不同。进一步需要注意的是本公开内容中包括的附图为示意性的并且通常不按比例绘制。甚至，可以有意曲解图中显示的各种附图比例、横纵比和部件数以使得更容易看到某些特征或关系。

图1A示意地显示在横截面上的锂离子电池电极10。该电极包括基底12和支撑在基底上的电活性涂层14。通常，电极10可以是电池的正电极10P或负电极10N。正电极的电活性涂层可以包括锂金属氧化物，比如钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂或镍钴酸锂，仅列举少数。正电极的基底可以为铝箔。负电极的电活性涂层可以包括任意形式的锂插入的碳，包括锂插入的石墨。负电极的基底可以为铜箔或镍箔。在一些实施方式中，可以将来自水性或非水性料浆的电活性涂层中的任一个或两个都施加至相应的基底，由此赋予电极显著量的水。进一步，电极中的任一个或两个都还可以包括其他材料，比如胶黏剂或粘合剂，它们也可以包含水和/或其他质子化合物。

虽然图1A显示了仅涂覆在基底的一侧上的电极，但是涂覆在两侧上的电极与本公开内容完全一致，并且完全适用于下文阐述的方法。因此，图1B显示电极10’，其具有在两侧上都涂覆有电活性涂层14和14’的基底12。在这种实施方式中，一侧上的涂层可以与另一侧上的涂层相同或至少有些不同。