[发明专利]用于Li离子电池的电极配制物和通过以低停留时间挤出生产电极的方法

权利要求书

1.用于Li离子电池电极的连续制造的方法，所述方法包含以下阶段：

-将呈固态的电极的所有组分以及还有溶剂引入至挤出机的计量装置中，所述呈固态的电极的所有组分即：90％至98％的电极活性材料、0.5％至3％的含氟聚合物粘合剂、0.05％至3％的碳纳米管、0.25％至3％的不同于碳纳米管的至少一种基于碳的导电填料和0％至1％的分散剂，所有成分的总和是100％，

-通过混配混合，以获得包含65％至95％的固体混合物和5％至35％的溶剂的电极配制物，

-将所述配制物挤出持续少于5分钟、优选地在30秒和3分钟之间的一段时间，以获得呈糊状物形式的、Brookfield粘度在1500和20000cP之间的电极材料，

-将所述电极材料施加至金属载体以获得Li离子电池电极，和

-对所述电极材料进行压延。

2.根据权利要求1的方法，其中电极配制物包含对于10％至30％的溶剂的70％至90％的固体混合物。

3.根据权利要求1或2中任一项的方法，其中所述固体混合物包含：

-92％至97％的电极活性材料，

-1％至2％的含氟聚合物粘合剂，

-0.15％至2％的碳纳米管，

-1％至3％的不同于碳纳米管的至少一种基于碳的导电填料，和

-0.25％至1％的分散剂，

所有成分的总和是100％。

4.根据权利要求1至3中的一项的方法，其中溶剂是水或选自如下的有机溶剂：N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、酮、乙酸酯、呋喃类、烷基碳酸酯、醇及其混合物。

5.根据权利要求1至4中的一项的方法，其中所述电极活性材料选自：

i)具有LiM₂O₄型尖晶石结构的过渡金属氧化物，其中M代表含有选自Mn、Fe、Co和Ni的金属原子中的至少一种的金属原子，所述氧化物优选地含有至少1个Mn和/或Ni原子；

ii)具有LiMO₂型层状结构的过渡金属氧化物，其中M代表含有选自Mn、Fe、Co和Ni的金属原子中的至少一种的金属原子；

iii)具有LiM_y(XO_z)_n型多阴离子骨架的氧化物，其中M代表含有选自Mn、Fe和Co的金属原子中的至少一种的金属原子，并且X代表选自P、Si、Ge、S和As的原子中的一种；

iv)基于钒的氧化物；

v)石墨；

vi)石墨烯；

vii)碳纳米管；

viii)硅或其与碳的复合物；和

ix)钛酸盐。

6.根据权利要求1至5中的一项的方法，其中含氟聚合物粘合剂选自以以下方式定义的含氟聚合物：

-(i)包含至少50mol％的具有式(I)的至少一种单体的那些含氟聚合物：CFX₁＝CX₂X₃(I)

其中X₁、X₂和X₃独立地表示氢或卤素原子(特别地氟或氯原子)，例如：聚(偏氟乙烯)(PVDF)、优选地呈α型，聚(三氟乙烯)(PVF3)，聚四氟乙烯(PTFE)，偏氟乙烯与六氟丙烯(HFP)或三氟乙烯(VF3)或四氟乙烯(TFE)或氯三氟乙烯(CTFE)的共聚物，氟乙烯/丙烯(FEP)共聚物，乙烯与氟乙烯/丙烯(FEP)或四氟乙烯(TFE)或氯三氟乙烯(CTFE)的共聚物；和

-(ii)包含至少50mol％的具有式(II)的至少一种单体的那些含氟聚合物：R-O-CH＝CH₂(II)

其中R表示全卤化的(特别地全氟化的)烷基基团，例如全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟乙基乙烯基醚(PEVE)和乙烯与全氟甲基乙烯基醚(PMVE)的共聚物，所述粘合剂优选地是PVDF。