[发明专利]直接涂覆的隔离体和形成过程

说明书

本发明题为“直接涂覆的隔离体和形成过程”。储能设备，电池单元和电池可包括由方法产生的电池单元部件，所述方法包括在电极材料上方沉积第一隔离体层，其中第一隔离体层包括陶瓷材料。所述方法可包括在该第一隔离体层上方沉积第二隔离体层，其中该第二隔离体层包括粘合剂材料。所述方法还可包括干燥所述第二隔离体层以形成所述电池单元部件。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月28日提交的美国非临时申请15/907,762 的优先权，该美国非临时申请要求于2017年11月16日提交的美国临时申请62/587,300的优先权，这两个申请的公开内容全文以引用方式并入本文用于所有目的。

技术领域

本发明技术涉及电池和电池部件。更具体地讲，本发明技术涉及用于储能设备的改善的电池隔离体设计和构型。

背景技术

在可再充电电池设计中，隔离体允许离子传输进行充电和放电，同时防止电极材料之间的电接触。由于电池设计利用不同的材料，并且体积密度方面继续增大，所以在循环期间可进一步对隔离体加压。

发明内容

储能设备，电池单元和电池可包括由方法产生的电池单元部件，所述方法包括在电极材料上方沉积第一隔离体层，其中第一隔离体层包括陶瓷材料。所述方法可包括在该第一隔离体层上方沉积第二隔离体层，其中该第二隔离体层包括粘合剂材料。所述方法还可包括干燥所述第二隔离体层以形成所述电池单元部件。

在一些实施方案中，所述方法可以包括在第一隔离体层上方润湿形成第二隔离体层。第一隔离体层可包括致孔剂。所述方法还可包括在沉积第二隔离体层之前干燥第一隔离体层。所述方法还可包括将所述第一隔离体层暴露于能量源以溶解所述致孔剂的至少一部分。能量源可为紫外线源、电子束源或热。该电极材料可形成在集电器上方。第一隔离体层或第二隔离体层中的至少一者可延伸超过电极材料的横向边缘以接触集电器。所述方法可包括对电池单元部件进行切割。这种切割可以形成集电体的接片区域，并且接片区域可以部分地涂覆在具有第一隔离体层或第二隔离体层中的至少一者的一个或多个表面上。陶瓷材料可为或包括化合物，所述化合物包括包含选自下列元素的元素：铝、硼、镁、硅、钛、钇或锆。粘合剂材料可以是或包括丙烯酸酯或聚偏二氟乙烯(“PVDF”)。电极材料可以是阳极电极材料。

本发明技术还包括用于制造电池单元部件的附加方法。所述方法可包括在集电器上施加电极材料。可不连续施加电极材料以保持跨集电器的横向间隙，其中集电器的表面保持暴露在横向间隙内。所述方法还可包括施加覆盖电极材料的隔离体材料。隔离体材料可在跨集电器的横向间隙内延伸。可不连续地施加隔离体材料以保持集电器的表面的一部分暴露于跨集电器的横向间隙内。

在一些实施方案中，所述方法还可包括切割集电器以形成电池单元电极。切割的电池单元电极可包括电极接片，使得集电器的一部分暴露于跨集电器的横向间隙内。施加该隔离体材料可包括在电极材料上方沉积包括陶瓷材料的第一隔离体层。施加隔离体层还可包括在所述第一隔离体层上方沉积包括粘合剂材料的第二隔离体层。第一隔离体层可包括致孔剂，并且所述方法还可包括将所述第一隔离体层暴露于能量源以至少部分地溶解所述致孔剂。

本发明技术的实施方案还涵盖电池单元。所述电池单元可以包括第一集电器。阴极活性材料可沿着第一集电器设置。电池单元还可包括第二集电器。阳极活性材料可沿着第二集电器设置。所述电池单元还可以包括设置在阴极活性材料与阳极活性材料之间的隔离体。在一些实施方案中，隔离体可包括与阳极活性材料相邻的第一隔离体层。第一隔离体层可包括陶瓷材料。隔离体还可包括与阴极活性材料相邻的第二隔离体层。第二隔离体层可包括粘合剂材料。