专利汇可以提供用于制造电池电极的方法和系统以及从其获得的装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 在优选的实施方案中提供用于制造 电池 电极 ,特别是 锂离子电池 ,的方法、系统和从其得到的装置。与使用机械手段将活性材料、其他材料和 溶剂 的稠膏涂覆至基材上的常规浆料涂覆方法不同,本发明提供用于以多层的方法将电极涂层生产至载体上以提供材料在电极内的高度均一分布的方法。在常规的方法中发现的浆料中的颗粒的差别化沉降的问题被本发明的方法最小化。还包括用于以大规模生产本发明的电池电极的系统。还包括通过本文描述的方法和系统生产的电极。,下面是用于制造电池电极的方法和系统以及从其获得的装置专利的具体信息内容。
1.一种用于涂覆基材的方法,包括以下步骤:
a)提供具有表面的基材;
b)提供包含以下的活性材料悬浮液:
i)活性材料颗粒,所述活性材料颗粒能够可逆地储存离子;以及,
ii)导电颗粒;以及,
iii)溶剂;
c)将所述活性材料悬浮液喷涂至所述基材表面上以形成第一涂层;
d)从所述第一涂层蒸发所述溶剂的一部分,如果有的话;以及,
e)重复所述步骤(c)至步骤(e)至少两次重复。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述步骤(c)和(d)被重复至少五次。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述步骤(c)和(d)被重复至少十次。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述步骤(c)和(d)被重复至少二十次。
5.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于10%w/w的含量水平。
6.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于20%w/w的含量水平。
7.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于30%w/w的含量水平。
8.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于40%w/w的含量水平。
9.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于50%w/w的含量水平。
10.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于60%w/w的含量水平。
11.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于70%w/w的含量水平。
12.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于80%w/w的含量水平。
13.根据权利要求1所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述溶
剂是小于90%w/w的含量水平。
14.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料悬浮液被使用烟雾剂喷射器喷涂。
15.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料悬浮液被使用无空气喷雾器喷涂。
16.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料悬浮液被使用超声波喷雾器喷涂。
17.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料悬浮液被使用脉冲宽度调制喷涂
器喷涂。
18.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料悬浮液被使用静电喷涂沉积喷涂。
19.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料悬浮液被以体积受控制的方式喷
涂。
20.根据权利要求1所述的方法,其中所述蒸发步骤还包括检测在所述涂层中的溶剂
的量。
21.根据权利要求20所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述
溶剂是小于20%w/w的含量水平。
22.根据权利要求20所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述
溶剂是小于30%w/w的含量水平。
23.根据权利要求20所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述
溶剂是小于40%w/w的含量水平。
24.根据权利要求20所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述
溶剂是小于50%w/w的含量水平。
25.根据权利要求20所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述
溶剂是小于60%w/w的含量水平。
26.根据权利要求20所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述
溶剂是小于70%w/w的含量水平。
27.根据权利要求20所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述
溶剂是小于80%w/w的含量水平。
28.根据权利要求20所述的方法,其中在重复所述喷涂步骤之前,所述涂层中的所述
溶剂是小于90%w/w的含量水平。
29.根据权利要求1所述的方法,其中在所述喷涂步骤和所述蒸发步骤的所述重复之
前测量所述涂层的厚度。
30.根据权利要求1所述的方法,其中在所述喷涂步骤和所述蒸发步骤的所述重复之
前测量所述涂层的密度。
31.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂是非有机溶剂。
32.根据权利要求31所述的方法,其中所述非有机溶剂是水。
33.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂是有机溶剂。
34.根据权利要求33所述的方法,其中所述有机溶剂选自由以下组成的组:醇;甲醇;
乙醇;丙醇;异丙醇;丁醇;叔丁醇;戊醇;己醇;甲烷;乙烷;丙烷;丁烷;戊烷;己烷;庚烷;
辛烷;丙酮;以及N-甲基吡咯烷酮。
35.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂包含醇和水的混合物。
36.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂包含乙醇。
37.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂包含丙酮。
38.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂包含N-甲基吡咯烷酮。
39.根据权利要求1所述的方法,其中所述喷涂步骤被可操作地联接于检测器,所述检
测器监测所述涂层的至少一种属性,使得所述喷涂体积响应于全部地或部分地控制所述属性的程度而被实时地改变。
40.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材被围绕轴线卷绕以形成基材卷材,并且
所述基材被从所述卷材开卷并且横穿穿过其中发生所述第一喷涂步骤的喷涂区域。
41.根据权利要求40所述的方法,其中在所述基材横穿穿过所述喷涂区域之后,所述
基材随后横穿穿过其中发生所述第一蒸发步骤的蒸发区域。
42.根据权利要求41所述的方法,其中所述基材随后横穿穿过第二喷涂区域,然后是
第二蒸发区域等等,直到期望量的涂层被构建在所述基材的表面上。
43.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材还包括在所述基材的与所述第一基材
表面相反的一侧上的第二表面。
44.根据权利要求43所述的方法,其中所述喷涂步骤和所述蒸发步骤被同时地施用于
所述第一基材表面和所述第二基材表面,以在所述基材第一表面上形成第一涂层且在所述基材第二表面上形成第二涂层,以获得所述基材表面上的双面涂覆。
45.根据权利要求43所述的方法,其中所述喷涂步骤和所述蒸发步骤被交替地施用于
所述第一基材表面和所述第二基材表面,以形成在所述基材第一表面上的第一涂层和在所述基材第二表面上的第二涂层,以获得在所述基材表面上的双面涂覆。
46.根据权利要求1所述的方法,其中后续的涂层包含与所述活性材料颗粒和所述导
电颗粒不同的材料。
47.根据权利要求1所述的方法,其中所述蒸发步骤还包括提供热源。
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述热源包括红外加热元件。
49.根据权利要求47所述的方法,其中所述热源包括气体催化性热源。
50.根据权利要求47所述的方法,其中所述热源包括射频发射器。
51.根据权利要求47所述的方法,其中所述热源包括对流热元件。
52.根据权利要求1所述的方法,其中所述蒸发步骤还包括提供用于在所述蒸发步骤
期间使空气经过所述基材的所述表面的空气流动设备。
53.根据权利要求52所述的方法,其中经过所述基材表面的所述表面的所述空气被加
热。
54.根据权利要求52所述的方法,其中经过所述基材的所述表面的所述空气不被加
热。
55.根据权利要求52所述的方法,其中经过所述基材的所述表面的所述空气被冷却。
56.根据权利要求52所述的方法,还包括两个或更多个空气流动设备,其中至少一个
空气流动设备在一个时间点使被加热的空气经过所述基材的所述表面的一部分,然后在另一个时间点使被冷却的空气经过所述基材的所述表面的所述一部分。
57.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂是包含至少两种不同溶剂的混合溶剂。
58.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂选自由以下组成的组:极性溶剂;极性
非质子溶剂;以及非极性溶剂。
59.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂选自由以下组成的组:水;甲醇;乙醇;
丙醇;异丙醇;丁醇;叔丁醇;戊烷;己烷;庚烷;丙酮;二甲基甲酰胺;n-甲基-2-吡咯烷酮;以及1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。
60.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括金属。
61.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括铝。
62.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括铜。
63.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括镍。
64.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括非金属。
65.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括聚合物。
66.根据权利要求65所述的方法,其中所述基材包括选自由以下组成的组的聚合物:
丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS);甲基丙烯酸烯丙酯;聚丙烯腈(PAN);丙烯酸类;聚酰胺;聚芳酰胺;聚丙烯酰胺;聚乙烯己内酰胺;聚环氧丙烷(PPO);聚苯乙烯(PS);聚偏二氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE);聚偏二氟乙烯-四氟乙烯(PVDF-TFE);聚丁二烯;聚对苯二甲酸丁二酯(PBT);聚碳酸酯;聚氯丁二烯;聚(顺-1,4-异戊二烯);聚酯;聚醚砜(PES、PES/PEES);
聚醚醚酮(PEEK、PES/PEEK);聚乙烯(PE);聚乙二醇(PEG);聚对苯二甲酸乙二酯(PET);
聚环氧乙烷(PEO);聚甲基丙烯酸2-羟基甲酯;聚丙烯(PP);聚(反-1,4-异戊二烯);聚丙烯酸甲酯;聚甲基丙烯酸甲酯;聚四氟乙烯(PTFE);聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT);聚氨酯(PU);聚乙烯醇缩丁醛(PVB);聚氯乙烯(PVC);聚偏二氟乙烯(PVDF);聚乙烯吡咯烷酮(PVP);尼龙;硅橡胶;聚丙烯酸钠;苯乙烯-丙烯腈树脂(SAN);聚合物有机硅;聚二甲基硅氧烷;以及二甲基丙烯酸乙二醇酯。
67.根据权利要求65所述的方法,其中所述聚合物是聚丙烯并且所述载体是包含聚丙
烯的多孔膜。
68.根据权利要求65所述的方法,其中所述载体包括三个层,每个层包含聚合物材料。
69.根据权利要求68所述的方法,其中所述三个层包括被夹在两个多孔聚丙烯片材之
间的多孔聚乙烯片材。
70.根据权利要求65所述的方法,其中所述载体是离子可渗透的不导电的电池隔板。
71.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括非纺织材料。
72.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括纺织材料。
73.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包含孔隙。
74.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材是箔。
75.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材是膜。
76.根据权利要求1所述的方法,其中所述基材包括多个层。
77.根据权利要求76所述的方法,其中所述多个层中的两个或更多个是不同的。
78.根据权利要求76所述的方法,其中所述多个层中的两个或更多个是相同的。
79.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含能够可逆地储存离子的
负极活性材料。
80.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒还包含被储存在其中的锂离
子。
81.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含能够可逆地储存离子的
正极活性材料。
82.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料包含选自由以下组成的组
的 正 极 活 性 材 料:LiFePO4;LiCoCO2;LiMnO2;LiMn2O4;LiMn1/2Ni1/2O2;LiFe(Zr)PO4;和Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2。
83.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的列
表的 材 料:Li3BiF3;Li3Bi2O3;LiCoO2;Li2CoF2;Li3CrF3;Li3Cr2O3;Li2CuF2;Li2CuO;Li2CuS;
Li3FeF3;Li3Fe2O3;Li2FeF2;Li2FeO;Li2FeS;Li2MnF2;Li2MnO;LiMn2O4;Li3MnF3;Li3Mn2O3;
Li2MnS;Li2NiF2;LiNiO2;Li2NiO;Li3VF3;和Li3V2O3。
84.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的组的
金属的氧化物:铝;铬;钴;铁;镍;镁;锰;钼;钛;以及钒。
85.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含被选自由以下组成的组
的材料掺杂的锂-过渡金属-磷酸盐化合物:金属、类金属和卤素。
86.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含橄榄石结构LiMPO4化合
物,其中M选自由以下组成的金属的组:钒、铬、锰、铁、钴以及镍。
87.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含具有带缺陷的锂位点的
橄榄石结构LiMPO4化合物,所述缺陷通过金属或类金属的加入被弥补。
88.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含具有金属位点的橄榄石
结构LiMPO4,其中所述金属位点的至少一部分被掺杂。
89.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含具有氧位点的橄榄石结
构LiMPO4化合物,所述氧位点具有通过卤素的加入被弥补的缺陷。
90.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含LixNyM1-yO2,其中M包括
选自由以下组成的组的金属:过渡金属;钛;钒;铬;锰;铁;钴;镍;铜;锌;以及铝,并且
0.05≤x≤1.10并且0.5≤y≤1.0。
91.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的组
1 2 3 k
的 含 钛 化 合 物:Li2TiO3;Li4Ti5O12;Li7Ti5O12;Li4Ti5-xMxO12;Li4Ti5-ZMz1Mz2Mz3...MzkO12;
Li4Ti5-x-bMxBbO12;Li3+aTi6-a-xMxO12;Li3+aTi6-a-x-bMxBbO12和Li4-cMgcTi5-xMxO12,其中z具有约0.1至约2.5的值;z1、z2、z3...zk独立地具有约0至约2.5的值;Z和z1、z2、z3、...zk满足等式:Z=z1+z2+z3+...zk;x具有约0.1至约2.5的值,a具有约0至约1的值,b具有约0
至约2.5的值,并且c具有约0至约1.5的值;M是选自V、Cr、Nb、Mo、Ta和W的组的一种
或多种阳离子;M1、M2、M3、...Mk是独立地选自V、Cr、Nb、Mo、Ta和W的组的阳离子;并且B是选自Zr、Ce、Si和Ge的组的一种或多种阳离子。
92.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的组的
弱金属:铝;锑;铋;镓;锗;铟;铅;钋;铊;以及锡。
93.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的组的
氮族元素:氮;磷;砷;锑;以及铋。
94.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含锂金属。
95.根据权利要求94所述的方法,其中所述活性材料颗粒还包含选自由以下组成的金
属的组的非锂金属:铝;铬;钴;铁;镍;镁;锰;钼;钛;以及钒。
96.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含具有式LixM′yM″zPO4
的橄榄石锂金属磷酸盐材料,
其中M′包括选自由以下组成的组的金属:
锰以及铁,
其中M″包括选自由以下组成的组的金属:
锰;钴;以及镍,
其中M′与M″不同,并且,
其中x大于或等于0,并且x小于或等于1.2;y大于或等于0.7,并且y小于或等于
0.95;z大于或等于0.02,并且z大于或等于0.3;并且y和z的和大于或等于0.8,并且y
和z的和小于或等于1.2。
97.根据权利要求96所述的方法,其中z大于或等于0.02,并且z小于或等于0.1。
98.根据权利要求96所述的方法,其中y和z的和等于1。
99.根据权利要求96所述的方法,其中M′是铁,并且z大于或等于0.02,并且z小于
或等于0.1。
100.根据权利要求96所述的方法,其中y和z的和等于1。
101.根据权利要求96所述的方法,其中y和z的和大于或等于0.8,并且y和z的和
小于或等于1。
102.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含具有Li1-xMPO4的总体组
成的锂过渡金属磷酸盐材料,其中M包括选自由钛、钒、铬、锰、铁、钴以及镍组成的组的至少一种第一行过渡金属,并且其中在使用中x的范围从0至1。
103.根据权利要求102所述的方法,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在x的范
围从约0.1至约0.3时形成稳定的固溶体。
104.根据权利要求102所述的方法,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在室温下,
在x的范围从约0至约0.15时形成稳定的固溶体。
105.根据权利要求102所述的方法,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在室温下,
在x的范围从约0至至少约0.07时形成稳定的固溶体。
106.根据权利要求102所述的方法,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在室温下,
在x的范围从约0至约0.05时形成稳定的固溶体。
107.根据权利要求102所述的方法,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在x的范
围从约0至约0.8时形成稳定的固溶体。
108.根据权利要求102所述的方法,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在x的范
围从约0至约0.9时形成稳定的固溶体。
109.根据权利要求102所述的方法,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在x的范
围从约0至约0.95时形成稳定的固溶体。
110.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料包括具有式Li1-xMxFePO4的材料,
其中M是选自由以下组成的组的掺杂剂:钛;钒;铬;锰;铁;钴;镍;铜;锌;锆;铌;
钼;银;以及钨,并且,
其中x是选自由以下组成的组的数值:约0.00;约0.01;约0.02;约0.03;约0.04;约
0.05;约0.06;约0.07;约0.08;约0.09;约0.10;约0.11;约0.12;约0.13;约0.14;约
0.15;约0.16;约0.17;约0.18;约0.19;约0.20;约0.21;约0.22;约0.23;约0.24;约
0.25;约0.26;约0.27;约0.28;约0.29;约0.30;约0.31;约0.32;约0.33;约0.34;约
0.35;约0.36;约0.37;约0.38;约0.39;约0.40;约0.41;约0.42;约0.43;约0.44;约
0.45;约0.46;约0.47;约0.48;约0.49;约0.50;约0.51;约0.52;约0.53;约0.54;约
0.55;约0.56;约0.57;约0.58;约0.59;约0.60;约0.61;约0.62;约0.63;约0.64;约
0.65;约0.66;约0.67;约0.68;约0.69;约0.70;约0.71;约0.72;约0.73;约0.74;约
0.75;约0.76;约0.77;约0.78;约0.79;约0.80;约0.81;约0.82;约0.83;约0.84;约
0.85;约0.86;约0.87;约0.88;约0.89;约0.90;约0.91;约0.92;约0.93;约0.94;约
0.95;约0.96;约0.97;约0.98;约0.99;和约1.00。
111.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料包括具有式Li1-xMxFePO4的材料,
其中M是选自由以下组成的组的金属:钛;钒;铬;锰;铁;钴;镍;铜;锌;锆;铌;钼;
银;以及钨,并且,
其中x是选自由以下组成的组的数值范围:约0.00至约0.01;约0.00至约0.02;约
0.00至约0.03;约0.00至约0.04;约0.00至约0.05;约0.00至约0.06;约0.00至约
0.07;约0.00至约0.08;约0.00至约0.09;约0.00至约0.10;约0.00至约0.11;约0.00
至约0.12;约0.00至约0.13;约0.00至约0.14;约0.00至约0.15;约0.00至约0.16;
约0.00至约0.17;约0.00至约0.18;约0.00至约0.19;约0.00至约0.20;约0.00至约
0.21;约0.00至约0.22;约0.00至约0.23;约0.00至约0.24;约0.00至约0.25;约0.00
至约0.26;约0.00至约0.27;约0.00至约0.28;约0.00至约0.29;约0.00至约0.30;
约0.00至约0.31;约0.00至约0.32;约0.00至约0.33;约0.00至约0.34;约0.00至约
0.35;约0.00至约0.36;约0.00至约0.37;约0.00至约0.38;约0.00至约0.39;约0.00
至约0.40;约0.00至约0.41;约0.00至约0.42;约0.00至约0.43;约0.00至约0.44;
约0.00至约0.45;约0.00至约0.46;约0.00至约0.47;约0.00至约0.48;约0.00至约
0.49;约0.00至约0.50;约0.00至约0.51;约0.00至约0.52;约0.00至约0.53;约0.00
至约0.54;约0.00至约0.55;约0.00至约0.56;约0.00至约0.57;约0.00至约0.58;
约0.00至约0.59;约0.00至约0.60;约0.00至约0.61;约0.00至约0.62;约0.00至约
0.63;约0.00至约0.64;约0.00至约0.65;约0.00至约0.66;约0.00至约0.67;约0.00
至约0.68;约0.00至约0.69;约0.00至约0.70;约0.00至约0.71;约0.00至约0.72;
约0.00至约0.73;约0.00至约0.74;约0.00至约0.75;约0.00至约0.76;约0.00至约
0.77;约0.00至约0.78;约0.00至约0.79;约0.00至约0.80;约0.00至约0.81;约0.00
至约0.82;约0.00至约0.83;约0.00至约0.84;约0.00至约0.85;约0.00至约0.86;
约0.00至约0.87;约0.00至约0.88;约0.00至约0.89;约0.00至约0.90;约0.00至约
0.91;约0.00至约0.92;约0.00至约0.93;约0.00至约0.94;约0.00至约0.95;约0.00
至约0.96;约0.00至约0.97;约0.00至约0.98;约0.00至约0.99;约0.00至约0.10;
约0.10至约0.11;约0.10至约0.12;约0.10至约0.13;约0.10至约0.14;约0.10至约
0.15;约0.10至约0.16;约0.10至约0.17;约0.10至约0.18;约0.10至约0.19;约0.10
至约0.20;约0.10至约0.21;约0.10至约0.22;约0.10至约0.23;约0.10至约0.24;
约0.10至约0.25;约0.10至约0.26;约0.10至约0.27;约0.10至约0.28;约0.10至约
0.29;约0.10至约0.30;约0.10至约0.31;约0.10至约0.32;约0.10至约0.33;约0.10
至约0.34;约0.10至约0.35;约0.10至约0.36;约0.10至约0.37;约0.10至约0.38;
约0.10至约0.39;约0.10至约0.40;约0.10至约0.41;约0.10至约0.42;约0.10至约
0.43;约0.10至约0.44;约0.10至约0.45;约0.10至约0.46;约0.10至约0.47;约0.10
至约0.48;约0.10至约0.49;约0.10至约0.50;约0.10至约0.51;约0.10至约0.52;
约0.10至约0.53;约0.10至约0.54;约0.10至约0.55;约0.10至约0.56;约0.10至约
0.57;约0.10至约0.58;约0.10至约0.59;约0.10至约0.60;约0.10至约0.61;约0.10
至约0.62;约0.10至约0.63;约0.10至约0.64;约0.10至约0.65;约0.10至约0.66;
约0.10至约0.67;约0.10至约0.68;约0.10至约0.69;约0.10至约0.70;约0.10至约
0.71;约0.10至约0.72;约0.10至约0.73;约0.10至约0.74;约0.10至约0.75;约0.10
至约0.76;约0.10至约0.77;约0.10至约0.78;约0.10至约0.79;约0.10至约0.80;
约0.10至约0.81;约0.10至约0.82;约0.10至约0.83;约0.10至约0.84;约0.10至约
0.85;约0.10至约0.86;约0.10至约0.87;约0.10至约0.88;约0.10至约0.89;约0.10
至约0.90;约0.10至约0.91;约0.10至约0.92;约0.10至约0.93;约0.10至约0.94;
约0.10至约0.95;约0.10至约0.96;约0.10至约0.97;约0.10至约0.98;约0.10至约
0.99;约0.10至约1.00;约0.20至约0.21;约0.20至约0.22;约0.20至约0.23;约0.20
至约0.24;约0.20至约0.25;约0.20至约0.26;约0.20至约0.27;约0.20至约0.28;
约0.20至约0.29;约0.20至约0.30;约0.20至约0.31;约0.20至约0.32;约0.20至约
0.33;约0.20至约0.34;约0.20至约0.35;约0.20至约0.36;约0.20至约0.37;约0.20
至约0.38;约0.20至约0.39;约0.20至约0.40;约0.20至约0.41;约0.20至约0.42;
约0.20至约0.43;约0.20至约0.44;约0.20至约0.45;约0.20至约0.46;约0.20至约
0.47;约0.20至约0.48;约0.20至约0.49;约0.20至约0.50;约0.20至约0.51;约0.20
至约0.52;约0.20至约0.53;约0.20至约0.54;约0.20至约0.55;约0.20至约0.56;
约0.20至约0.57;约0.20至约0.58;约0.20至约0.59;约0.20至约0.60;约0.20至约
0.61;约0.20至约0.62;约0.20至约0.63;约0.20至约0.64;约0.20至约0.65;约0.20
至约0.66;约0.20至约0.67;约0.20至约0.68;约0.20至约0.69;约0.20至约0.70;
约0.20至约0.71;约0.20至约0.72;约0.20至约0.73;约0.20至约0.74;约0.20至约
0.75;约0.20至约0.76;约0.20至约0.77;约0.20至约0.78;约0.20至约0.79;约0.20
至约0.80;约0.20至约0.81;约0.20至约0.82;约0.20至约0.83;约0.20至约0.84;
约0.20至约0.85;约0.20至约0.86;约0.20至约0.87;约0.20至约0.88;约0.20至约
0.89;约0.20至约0.90;约0.20至约0.91;约0.20至约0.92;约0.20至约0.93;约0.20
至约0.94;约0.20至约0.95;约0.20至约0.96;约0.20至约0.97;约0.20至约0.98;
约0.20至约0.99;约0.20至约1.00;约0.30至约0.31;约0.30至约0.32;约0.30至约
0.33;约0.30至约0.34;约0.30至约0.35;约0.30至约0.36;约0.30至约0.37;约0.30
至约0.38;约0.30至约0.39;约0.30至约0.40;约0.30至约0.41;约0.30至约0.42;
约0.30至约0.43;约0.30至约0.44;约0.30至约0.45;约0.30至约0.46;约0.30至约
0.47;约0.30至约0.48;约0.30至约0.49;约0.30至约0.50;约0.30至约0.51;约0.30
至约0.52;约0.30至约0.53;约0.30至约0.54;约0.30至约0.55;约0.30至约0.56;
约0.30至约0.57;约0.30至约0.58;约0.30至约0.59;约0.30至约0.60;约0.30至约
0.61;约0.30至约0.62;约0.30至约0.63;约0.30至约0.64;约0.30至约0.65;约0.30
至约0.66;约0.30至约0.67;约0.30至约0.68;约0.30至约0.69;约0.30至约0.70;
约0.30至约0.71;约0.30至约0.72;约0.30至约0.73;约0.30至约0.74;约0.30至约
0.75;约0.30至约0.76;约0.30至约0.77;约0.30至约0.78;约0.30至约0.79;约0.30
至约0.80;约0.30至约0.81;约0.30至约0.82;约0.30至约0.83;约0.30至约0.84;
约0.30至约0.85;约0.30至约0.86;约0.30至约0.87;约0.30至约0.88;约0.30至约
0.89;约0.30至约0.90;约0.30至约0.91;约0.30至约0.92;约0.30至约0.93;约0.30
至约0.94;约0.30至约0.95;约0.30至约0.96;约0.30至约0.97;约0.30至约0.98;
约0.30至约0.99;约0.30至约1.00;约0.40至约0.40;约0.40至约0.41;约0.40至约
0.42;约0.40至约0.43;约0.40至约0.44;约0.40至约0.45;约0.40至约0.46;约0.40
至约0.47;约0.40至约0.48;约0.40至约0.49;约0.40至约0.50;约0.40至约0.51;
约0.40至约0.52;约0.40至约0.53;约0.40至约0.54;约0.40至约0.55;约0.40至约
0.56;约0.40至约0.57;约0.40至约0.58;约0.40至约0.59;约0.40至约0.60;约0.40
至约0.61;约0.40至约0.62;约0.40至约0.63;约0.40至约0.64;约0.40至约0.65;
约0.40至约0.66;约0.40至约0.67;约0.40至约0.68;约0.40至约0.69;约0.40至约
0.70;约0.40至约0.71;约0.40至约0.72;约0.40至约0.73;约0.40至约0.74;约0.40
至约0.75;约0.40至约0.76;约0.40至约0.77;约0.40至约0.78;约0.40至约0.79;
约0.40至约0.80;约0.40至约0.81;约0.40至约0.82;约0.40至约0.83;约0.40至约
0.84;约0.40至约0.85;约0.40至约0.86;约0.40至约0.87;约0.40至约0.88;约0.40
至约0.89;约0.40至约0.90;约0.40至约0.91;约0.40至约0.92;约0.40至约0.93;
约0.40至约0.94;约0.40至约0.95;约0.40至约0.96;约0.40至约0.97;约0.40至约
0.98;约0.40至约0.99;约0.40至约1.00;约0.50至约0.51;约0.50至约0.52;约0.50
至约0.53;约0.50至约0.54;约0.50至约0.55;约0.50至约0.56;约0.50至约0.57;
约0.50至约0.58;约0.50至约0.59;约0.50至约0.60;约0.50至约0.61;约0.50至约
0.62;约0.50至约0.63;约0.50至约0.64;约0.50至约0.65;约0.50至约0.66;约0.50
至约0.67;约0.50至约0.68;约0.50至约0.69;约0.50至约0.70;约0.50至约0.71;
约0.50至约0.72;约0.50至约0.73;约0.50至约0.74;约0.50至约0.75;约0.50至约
0.76;约0.50至约0.77;约0.50至约0.78;约0.50至约0.79;约0.50至约0.80;约0.50
至约0.81;约0.50至约0.82;约0.50至约0.83;约0.50至约0.84;约0.50至约0.85;
约0.50至约0.86;约0.50至约0.87;约0.50至约0.88;约0.50至约0.89;约0.50至约
0.90;约0.50至约0.91;约0.50至约0.92;约0.50至约0.93;约0.50至约0.94;约0.50
至约0.95;约0.50至约0.96;约0.50至约0.97;约0.50至约0.98;约0.50至约0.99;
约0.50至约1.00;约0.60至约0.61;约0.60至约0.62;约0.60至约0.63;约0.60至约
0.64;约0.60至约0.65;约0.60至约0.66;约0.60至约0.67;约0.60至约0.68;约0.60
至约0.69;约0.60至约0.70;约0.60至约0.71;约0.60至约0.72;约0.60至约0.73;
约0.60至约0.74;约0.60至约0.75;约0.60至约0.76;约0.60至约0.77;约0.60至约
0.78;约0.60至约0.79;约0.60至约0.80;约0.60至约0.81;约0.60至约0.82;约0.60
至约0.83;约0.60至约0.84;约0.60至约0.85;约0.60至约0.86;约0.60至约0.87;
约0.60至约0.88;约0.60至约0.89;约0.60至约0.90;约0.60至约0.91;约0.60至约
0.92;约0.60至约0.93;约0.60至约0.94;约0.60至约0.95;约0.60至约0.96;约0.60
至约0.97;约0.60至约0.98;约0.60至约0.99;约0.60至约1.00;约0.70至约0.71;
约0.70至约0.72;约0.70至约0.73;约0.70至约0.74;约0.70至约0.75;约0.70至约
0.76;约0.70至约0.77;约0.70至约0.78;约0.70至约0.79;约0.70至约0.80;约0.70
至约0.81;约0.70至约0.82;约0.70至约0.83;约0.70至约0.84;约0.70至约0.85;
约0.70至约0.86;约0.70至约0.87;约0.70至约0.88;约0.70至约0.89;约0.70至约
0.90;约0.70至约0.91;约0.70至约0.92;约0.70至约0.93;约0.70至约0.94;约0.70
至约0.95;约0.70至约0.96;约0.70至约0.97;约0.70至约0.98;约0.70至约0.99;
约0.70至约1.00;约0.80至约0.80;约0.80至约0.81;约0.80至约0.82;约0.80至约
0.83;约0.80至约0.84;约0.80至约0.85;约0.80至约0.86;约0.80至约0.87;约0.80
至约0.88;约0.80至约0.89;约0.80至约0.90;约0.80至约0.91;约0.80至约0.92;
约0.80至约0.93;约0.80至约0.94;约0.80至约0.95;约0.80至约0.96;约0.80至约
0.97;约0.80至约0.98;约0.80至约0.99;约0.80至约1.00;约0.90至约0.91;约0.90
至约0.92;约0.90至约0.93;约0.90至约0.94;约0.90至约0.95;约0.90至约0.96;
约0.90至约0.97;约0.90至约0.98;约0.90至约0.99;和约0.90至约1.00。
2
112.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有大于10m/g的氮吸附
Brunauer-Emmett-Teller(BET)法表面积。
2
113.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有大于20m/g的氮吸附
BET法表面积。
2
114.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有大于10m/g的氮吸附
BET法表面积。
2
115.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有大于15m/g的氮吸附
BET法表面积。
2
116.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有大于20m/g的氮吸附
BET法表面积。
2
117.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有大于30m/g的氮吸附
BET法表面积。
118.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有范围从约50μm至约
125μm的横截面尺寸。
119.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有范围从约80μm至约
100μm的横截面尺寸。
120.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒具有以体积计范围从约40%
至约70%的孔体积分数。
121.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒可逆地储存锂离子。
122.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含电池电极活性材料。
123.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包括纳米级尺寸的活性材料
颗粒。
124.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含纳米结构的材料。
125.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒含有微米级尺寸的活性材料
颗粒。
126.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料颗粒包含能够可逆地储存离子的
负极活性材料。
127.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料包括选自包括以下的组的负极
活性材料:碳;石墨;石墨包覆石墨;石墨烯;介孔碳微珠;碳纳米管;硅;多孔硅;纳米结构硅;纳米级硅;微米级硅;含硅的合金;碳包覆硅;碳纳米管包覆硅;钒酸锰;钼酸锰;硫氧化物;高度取向的热解石墨;锡;锡氧化物;含锡的合金;锑、锡锑;锂金属;以及Li4Ti5O12。
128.根据权利要求1所述的方法,其中所述导电颗粒包含至少一种金属元素。
129.根据权利要求128所述的方法,其中所述金属元素选自由以下组成的组:钌;铑;
钯;银;锇;铱;铂;铜;铝;以及金。
130.根据权利要求128所述的方法,其中所述包含金属的导电颗粒是丝状的。
131.根据权利要求1所述的方法,其中所述导电颗粒包含碳。
132.根据权利要求131所述的方法,其中所述碳包括选自由以下组成的组的碳形式:
碳;无定形碳;炭黑;碳纳米管;单壁碳纳米管;多壁碳纳米管;碳纳米棒;碳纳米泡沫体;
纳米结构碳;碳纳米芽;Buckminster富勒烯;直链炔键碳;金属质碳;六方碳;金刚石;石墨;石墨包覆石墨;石墨烯;以及介孔碳微珠。
133.根据权利要求131所述的方法,其中所述碳包括碳纳米管。
134.根据权利要求131所述的方法,其中所述碳包括石墨碳。
135.根据权利要求131所述的方法,其中所述碳包括炭黑。
136.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料悬浮液还包含粘合剂。
137.根据权利要求136所述的方法,其中所述粘合剂是聚合物粘合剂。
138.根据权利要求137所述的方法,其中所述聚合物粘合剂选自由以下组成的粘合剂
的组:阿拉伯胶;丁腈橡胶(NBR);琼脂糖;藻酸盐;丁基橡胶;羧甲基纤维素;角叉菜胶;酪蛋白;三元乙丙橡胶(EPDM);明胶;瓜尔胶;羟甲基纤维素;羟乙基纤维素;羟乙基甲基纤维素;羟丙基纤维素(HPC);异丁烯-马来酸酐共聚物;乙烯-马来酸酐共聚物;果胶;聚乙二醇;聚丙烯腈;聚丙烯酸;聚(ε-己内酯)(PLL);聚酰亚胺;聚乙烯(PE);聚环氧乙烷(PEO);聚乙交酯(PGA);聚丙交酯;聚环氧丙烷(PPO);聚丙烯(PP);聚氨酯;聚乙烯醇;
氯丁橡胶;聚异丁烯(PIB);淀粉;苯乙烯/丙烯腈/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物;丁苯橡胶
(SBR);苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)嵌段共聚物;苯乙烯-马来酸酐共聚物;黄芪胶;以及黄原酸胶。
139.根据权利要求1所述的方法,其中所述活性材料悬浮液还包含羧甲基纤维素/丁
苯橡胶。
140.一种电极,包括:
a.基材,其具有导电表面;
b.多个电极基质材料层,所述层在所述导电表面上顺次成层;所述电极基质材料包
含:
i.活性材料颗粒;以及,
ii.导电颗粒;
其中所述多个电极基质材料层中的每层被附着于其在先的电极基质材料层;
其中所述多个电极基质材料层中的一层被附着于所述基材表面并且与所述基材表面
电连通;
其中所述多个电极基质材料层中的每层与每个毗邻的电极基质材料层电连通;
其中所述多个电极基质材料层中的每层与每个毗邻的电极基质材料层离子连通。
141.根据权利要求140所述的电极,还包括:
c)散置在至少两个毗邻的电极基质材料层之间的一个或多个导电层。
142.根据权利要求141所述的电极,其中所述一个或多个导电层包含导电颗粒。
143.根据权利要求140所述的电极,其中所述导电颗粒包括含有金属的颗粒。
144.根据权利要求140所述的电极,其中所述导电颗粒包含碳。
145.根据权利要求144所述的电极,其中所述碳是选自由以下组成的组的碳的形式:
碳;石墨;石墨烯;碳纳米管;碳纳米球、碳纳米芽;单壁碳纳米管;多壁碳纳米管、炭黑;导电炭黑;以及乙炔黑。
146.根据权利要求140所述的电极,其中所述导电颗粒包括两种或更多种不同类型的
导电颗粒的混合物。
147.根据权利要求146所述的电极,其中所述电极基质材料层中的每层附着于所述毗
邻的电极基质材料层以形成所述电极基质材料层之间的边界。
148.根据权利要求147所述的电极,其中所述边界是使用电子显微镜法可检测的。
149.根据权利要求147所述的电极,其中所述边界是不连续的。
150.根据权利要求147所述的电极,其中所述边界是无定形的。
151.根据权利要求147所述的电极,其中所述电极基质材料层结合以形成单片式电极
结构。
152.根据权利要求147所述的电极,其中所述电极基质材料层结合而不形成单片式电
极结构。
153.根据权利要求140所述的电极,还包括含有碳纳米管的第一层。
154.根据权利要求140所述的电极,还包括粘合材料。
155.根据权利要求140所述的电极,其中所述电极是被掺杂的。
156.根据权利要求140所述的电极,其中所述电极已经被压延。
157.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括金属。
158.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括铝。
159.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括铜。
160.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括镍。
161.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括非金属。
162.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括聚合物。
163.根据权利要求162所述的电极,其中所述基材包括选自由以下组成的组的聚合
物:丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS);甲基丙烯酸烯丙酯;聚丙烯腈(PAN);丙烯酸类;聚酰胺;
聚芳酰胺;聚丙烯酰胺;聚乙烯己内酰胺;聚环氧丙烷(PPO);聚苯乙烯(PS);聚偏二氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE);聚偏二氟乙烯-四氟乙烯(PVDF-TFE);聚丁二烯;聚对苯二
甲酸丁二酯(PBT);聚碳酸酯;聚氯丁二烯;聚(顺-1,4-异戊二烯);聚酯;聚醚砜(PES、PES/PEES);聚醚醚酮(PEEK、PES/PEEK);聚乙烯(PE);聚乙二醇(PEG);聚对苯二甲酸乙二酯(PET);聚环氧乙烷(PEO);聚甲基丙烯酸2-羟基甲酯;聚丙烯(PP);聚(反-1,4-异戊二烯);聚丙烯酸甲酯;聚甲基丙烯酸甲酯;聚四氟乙烯(PTFE);聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT);聚氨酯(PU);聚乙烯醇缩丁醛(PVB);聚氯乙烯(PVC);聚偏二氟乙烯(PVDF);聚乙烯吡咯烷酮(PVP);尼龙;硅橡胶;聚丙烯酸钠;苯乙烯-丙烯腈树脂(SAN);聚合物有机硅;
聚二甲基硅氧烷;以及二甲基丙烯酸乙二醇酯。
164.根据权利要求162所述的电极,其中所述聚合物是聚丙烯并且所述载体是包含聚
丙烯的多孔膜。
165.根据权利要求162所述的电极,其中所述载体包括三个层,每个层包含聚合物材
料。
166.根据权利要求165所述的电极,其中所述三个层包括被夹在两个多孔聚丙烯片材
之间的多孔聚乙烯片材。
167.根据权利要求162所述的电极,其中所述载体是离子可渗透的不导电的电池隔
板。
168.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括非纺织材料。
169.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括纺织材料。
170.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包含孔隙。
171.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材是箔材。
172.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材是膜。
173.根据权利要求140所述的电极,其中所述基材包括多个层。
174.根据权利要求173所述的电极,其中所述多个层中的两个或更多个是不同的。
175.根据权利要求173所述的电极,其中所述多个层中的两个或更多个是相同的。
176.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含能够可逆地储存离子
的负极活性材料。
177.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒还包含被储存在其中的锂
离子。
178.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含能够可逆地储存离子
的正极活性材料。
179.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料包含选自由以下组成的
组的正极活性材料:LiFePO4;LiCoCO2;LiMnO2;LiMn2O4;LiMn1/2Ni1/2O2;LiFe(Zr)PO4;和Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2。
180.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的
列表的材料:Li3BiF3;Li3Bi2O3;LiCoO2;Li2CoF2;Li3CrF3;Li3Cr2O3;Li2CuF2;Li2CuO;Li2CuS;
Li3FeF3;Li3Fe2O3;Li2FeF2;Li2FeO;Li2FeS;Li2MnF2;Li2MnO;LiMn2O4;Li3MnF3;Li3Mn2O3;
Li2MnS;Li2NiF2;LiNiO2;Li2NiO;Li3VF3;和Li3V2O3。
181.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的组
的金属的氧化物:铝;铬;钴;铁;镍;镁;锰;钼;钛;以及钒。
182.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含被选自由以下组成的
组的材料掺杂的锂-过渡金属-磷酸盐化合物:金属、类金属和卤素。
183.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含橄榄石结构LiMPO4化
合物,其中M选自由以下组成的金属的组:钒、铬、锰、铁、钴以及镍。
184.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含具有带缺陷的锂位点
的橄榄石结构LiMPO4化合物,所述缺陷通过金属或类金属的加入被弥补。
185.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含具有金属位点的橄榄
石结构LiMPO4,其中所述金属位点的至少一部分被掺杂。
186.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含具有氧位点的橄榄石
结构LiMPO4化合物,所述氧位点具有通过卤素的加入被弥补的缺陷。
187.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含LixNyM1-yO2,其中M包
括选自由以下组成的组的金属:过渡金属;钛;钒;铬;锰;铁;钴;镍;铜;锌;以及铝,并且
0.05≤x≤1.10并且0.5≤y≤1.0。
188.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的
1 2 3 k
组的含钛化合物:Li2TiO3;Li4Ti5O12;Li7Ti5O12;Li4Ti5-xMxO12;Li4Ti5-ZMz1Mz2Mz3...MzkO12;
Li4Ti5-x-bMxBbO12;Li3+aTi6-a-xMxO12;Li3+aTi6-a-x-bMxBbO12和Li4-cMgcTi5-xMxO12,其中z具有约0.1至约2.5的值;z1、z2、z3...zk独立地具有约0至约2.5的值;Z和z1、z2、z3、...zk满足等式:Z=z1+z2+z3+...zk;x具有约0.1至约2.5的值,a具有约0至约1的值,b具有约0
至约2.5的值,并且c具有约0至约1.5的值;M是选自V、Cr、Nb、Mo、Ta和W的组的一个
或多个阳离子;M1、M2、M3、...Mk是独立地选自V、Cr、Nb、Mo、Ta和W的组的阳离子;并且B是选自Zr、Ce、Si和Ge的组的一种或多种阳离子。
189.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的组
的弱金属:铝;锑;铋;镓;锗;铟;铅;钋;铊;以及锡。
190.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含选自由以下组成的组
的氮族元素:氮;磷;砷;锑;以及铋。
191.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含锂金属。
192.根据权利要求191所述的电极,其中所述活性材料颗粒还包含选自由以下组成的
金属的组的非锂金属:铝;铬;钴;铁;镍;镁;锰;钼;钛;以及钒。
193.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含具有式
LixM′yM″zPO4的橄榄石锂金属磷酸盐材料,
其中M′包括选自由以下组成的组的金属:
锰以及铁,
其中M″包括选自由以下组成的组的金属:
锰;钴;以及镍,
其中M′与M″不同,并且,
其中x大于或等于0,并且x小于或等于1.2;y大于或等于0.7,并且y小于或等于
0.95;z大于或等于0.02,并且z大于或等于0.3;并且y和z的和大于或等于0.8,并且y
和z的和小于或等于1.2。
194.根据权利要求193所述的电极,其中z大于或等于0.02,并且z小于或等于0.1。
195.根据权利要求193所述的电极,其中y和z的和等于1。
196.根据权利要求193所述的电极,其中M′是铁,并且z大于或等于0.02,并且z小
于或等于0.1。
197.根据权利要求193所述的电极,其中y和z的和等于1。
198.根据权利要求193所述的电极,其中y和z的和大于或等于0.8,并且y和z的和
小于或等于1。
199.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含具有Li1-xMPO4的总体
组成的锂过渡金属磷酸盐材料,其中M包括选自由钛、钒、铬、锰、铁、钴以及镍组成的组的至少一种第一行过渡金属,并且其中在使用中x的范围从0至1。
200.根据权利要求199所述的电极,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在x的范
围从约0.1至约0.3时形成稳定的固溶体。
201.根据权利要求199所述的电极,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在室温下,
在x的范围从约0至约0.15时形成稳定的固溶体。
202.根据权利要求199所述的电极,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在室温下,
在x的范围从约0至至少约0.07时形成稳定的固溶体。
203.根据权利要求199所述的电极,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在室温下,
在x的范围从约0至约0.05时形成稳定的固溶体。
204.根据权利要求199所述的电极,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在x的范
围从约0至约0.8时形成稳定的固溶体。
205.根据权利要求199所述的电极,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在x的范
围从约0至约0.9时形成稳定的固溶体。
206.根据权利要求199所述的电极,其中M是铁并且所述活性材料颗粒可以在x的范
围从约0至约0.95时形成稳定的固溶体。
207.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料包括具有式Li1-xMxFePO4的材
料,
其中M是选自由以下组成的组的掺杂剂:钛;钒;铬;锰;铁;钴;镍;铜;锌;锆;铌;
钼;银;以及钨,并且,
其中x是选自由以下组成的组的数值:约0.00;约0.01;约0.02;约0.03;约0.04;约
0.05;约0.06;约0.07;约0.08;约0.09;约0.10;约0.11;约0.12;约0.13;约0.14;约
0.15;约0.16;约0.17;约0.18;约0.19;约0.20;约0.21;约0.22;约0.23;约0.24;约
0.25;约0.26;约0.27;约0.28;约0.29;约0.30;约0.31;约0.32;约0.33;约0.34;约
0.35;约0.36;约0.37;约0.38;约0.39;约0.40;约0.41;约0.42;约0.43;约0.44;约
0.45;约0.46;约0.47;约0.48;约0.49;约0.50;约0.51;约0.52;约0.53;约0.54;约
0.55;约0.56;约0.57;约0.58;约0.59;约0.60;约0.61;约0.62;约0.63;约0.64;约
0.65;约0.66;约0.67;约0.68;约0.69;约0.70;约0.71;约0.72;约0.73;约0.74;约
0.75;约0.76;约0.77;约0.78;约0.79;约0.80;约0.81;约0.82;约0.83;约0.84;约
0.85;约0.86;约0.87;约0.88;约0.89;约0.90;约0.91;约0.92;约0.93;约0.94;约
0.95;约0.96;约0.97;约0.98;约0.99;和约1.00。
208.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料包括具有式Li1-xMxFePO4的材
料,
其中M是选自由以下组成的组的金属:钛;钒;铬;锰;铁;钴;镍;铜;锌;锆;铌;钼;
银;以及钨,并且,
其中x是选自由以下组成的组的数值范围:约0.00至约0.01;约0.00至约0.02;约
0.00至约0.03;约0.00至约0.04;约0.00至约0.05;约0.00至约0.06;约0.00至约
0.07;约0.00至约0.08;约0.00至约0.09;约0.00至约0.10;约0.00至约0.11;约0.00
至约0.12;约0.00至约0.13;约0.00至约0.14;约0.00至约0.15;约0.00至约0.16;
约0.00至约0.17;约0.00至约0.18;约0.00至约0.19;约0.00至约0.20;约0.00至约
0.21;约0.00至约0.22;约0.00至约0.23;约0.00至约0.24;约0.00至约0.25;约0.00
至约0.26;约0.00至约0.27;约0.00至约0.28;约0.00至约0.29;约0.00至约0.30;
约0.00至约0.31;约0.00至约0.32;约0.00至约0.33;约0.00至约0.34;约0.00至约
0.35;约0.00至约0.36;约0.00至约0.37;约0.00至约0.38;约0.00至约0.39;约0.00
至约0.40;约0.00至约0.41;约0.00至约0.42;约0.00至约0.43;约0.00至约0.44;
约0.00至约0.45;约0.00至约0.46;约0.00至约0.47;约0.00至约0.48;约0.00至约
0.49;约0.00至约0.50;约0.00至约0.51;约0.00至约0.52;约0.00至约0.53;约0.00
至约0.54;约0.00至约0.55;约0.00至约0.56;约0.00至约0.57;约0.00至约0.58;
约0.00至约0.59;约0.00至约0.60;约0.00至约0.61;约0.00至约0.62;约0.00至约
0.63;约0.00至约0.64;约0.00至约0.65;约0.00至约0.66;约0.00至约0.67;约0.00
至约0.68;约0.00至约0.69;约0.00至约0.70;约0.00至约0.71;约0.00至约0.72;
约0.00至约0.73;约0.00至约0.74;约0.00至约0.75;约0.00至约0.76;约0.00至约
0.77;约0.00至约0.78;约0.00至约0.79;约0.00至约0.80;约0.00至约0.81;约0.00
至约0.82;约0.00至约0.83;约0.00至约0.84;约0.00至约0.85;约0.00至约0.86;
约0.00至约0.87;约0.00至约0.88;约0.00至约0.89;约0.00至约0.90;约0.00至约
0.91;约0.00至约0.92;约0.00至约0.93;约0.00至约0.94;约0.00至约0.95;约0.00
至约0.96;约0.00至约0.97;约0.00至约0.98;约0.00至约0.99;约0.00至约0.10;
约0.10至约0.11;约0.10至约0.12;约0.10至约0.13;约0.10至约0.14;约0.10至约
0.15;约0.10至约0.16;约0.10至约0.17;约0.10至约0.18;约0.10至约0.19;约0.10
至约0.20;约0.10至约0.21;约0.10至约0.22;约0.10至约0.23;约0.10至约0.24;
约0.10至约0.25;约0.10至约0.26;约0.10至约0.27;约0.10至约0.28;约0.10至约
0.29;约0.10至约0.30;约0.10至约0.31;约0.10至约0.32;约0.10至约0.33;约0.10
至约0.34;约0.10至约0.35;约0.10至约0.36;约0.10至约0.37;约0.10至约0.38;
约0.10至约0.39;约0.10至约0.40;约0.10至约0.41;约0.10至约0.42;约0.10至约
0.43;约0.10至约0.44;约0.10至约0.45;约0.10至约0.46;约0.10至约0.47;约0.10
至约0.48;约0.10至约0.49;约0.10至约0.50;约0.10至约0.51;约0.10至约0.52;
约0.10至约0.53;约0.10至约0.54;约0.10至约0.55;约0.10至约0.56;约0.10至约
0.57;约0.10至约0.58;约0.10至约0.59;约0.10至约0.60;约0.10至约0.61;约0.10
至约0.62;约0.10至约0.63;约0.10至约0.64;约0.10至约0.65;约0.10至约0.66;
约0.10至约0.67;约0.10至约0.68;约0.10至约0.69;约0.10至约0.70;约0.10至约
0.71;约0.10至约0.72;约0.10至约0.73;约0.10至约0.74;约0.10至约0.75;约0.10
至约0.76;约0.10至约0.77;约0.10至约0.78;约0.10至约0.79;约0.10至约0.80;
约0.10至约0.81;约0.10至约0.82;约0.10至约0.83;约0.10至约0.84;约0.10至约
0.85;约0.10至约0.86;约0.10至约0.87;约0.10至约0.88;约0.10至约0.89;约0.10
至约0.90;约0.10至约0.91;约0.10至约0.92;约0.10至约0.93;约0.10至约0.94;
约0.10至约0.95;约0.10至约0.96;约0.10至约0.97;约0.10至约0.98;约0.10至约
0.99;约0.10至约1.00;约0.20至约0.21;约0.20至约0.22;约0.20至约0.23;约0.20
至约0.24;约0.20至约0.25;约0.20至约0.26;约0.20至约0.27;约0.20至约0.28;
约0.20至约0.29;约0.20至约0.30;约0.20至约0.31;约0.20至约0.32;约0.20至约
0.33;约0.20至约0.34;约0.20至约0.35;约0.20至约0.36;约0.20至约0.37;约0.20
至约0.38;约0.20至约0.39;约0.20至约0.40;约0.20至约0.41;约0.20至约0.42;
约0.20至约0.43;约0.20至约0.44;约0.20至约0.45;约0.20至约0.46;约0.20至约
0.47;约0.20至约0.48;约0.20至约0.49;约0.20至约0.50;约0.20至约0.51;约0.20
至约0.52;约0.20至约0.53;约0.20至约0.54;约0.20至约0.55;约0.20至约0.56;
约0.20至约0.57;约0.20至约0.58;约0.20至约0.59;约0.20至约0.60;约0.20至约
0.61;约0.20至约0.62;约0.20至约0.63;约0.20至约0.64;约0.20至约0.65;约0.20
至约0.66;约0.20至约0.67;约0.20至约0.68;约0.20至约0.69;约0.20至约0.70;
约0.20至约0.71;约0.20至约0.72;约0.20至约0.73;约0.20至约0.74;约0.20至约
0.75;约0.20至约0.76;约0.20至约0.77;约0.20至约0.78;约0.20至约0.79;约0.20
至约0.80;约0.20至约0.81;约0.20至约0.82;约0.20至约0.83;约0.20至约0.84;
约0.20至约0.85;约0.20至约0.86;约0.20至约0.87;约0.20至约0.88;约0.20至约
0.89;约0.20至约0.90;约0.20至约0.91;约0.20至约0.92;约0.20至约0.93;约0.20
至约0.94;约0.20至约0.95;约0.20至约0.96;约0.20至约0.97;约0.20至约0.98;
约0.20至约0.99;约0.20至约1.00;约0.30至约0.31;约0.30至约0.32;约0.30至约
0.33;约0.30至约0.34;约0.30至约0.35;约0.30至约0.36;约0.30至约0.37;约0.30
至约0.38;约0.30至约0.39;约0.30至约0.40;约0.30至约0.41;约0.30至约0.42;
约0.30至约0.43;约0.30至约0.44;约0.30至约0.45;约0.30至约0.46;约0.30至约
0.47;约0.30至约0.48;约0.30至约0.49;约0.30至约0.50;约0.30至约0.51;约0.30
至约0.52;约0.30至约0.53;约0.30至约0.54;约0.30至约0.55;约0.30至约0.56;
约0.30至约0.57;约0.30至约0.58;约0.30至约0.59;约0.30至约0.60;约0.30至约
0.61;约0.30至约0.62;约0.30至约0.63;约0.30至约0.64;约0.30至约0.65;约0.30
至约0.66;约0.30至约0.67;约0.30至约0.68;约0.30至约0.69;约0.30至约0.70;
约0.30至约0.71;约0.30至约0.72;约0.30至约0.73;约0.30至约0.74;约0.30至约
0.75;约0.30至约0.76;约0.30至约0.77;约0.30至约0.78;约0.30至约0.79;约0.30
至约0.80;约0.30至约0.81;约0.30至约0.82;约0.30至约0.83;约0.30至约0.84;
约0.30至约0.85;约0.30至约0.86;约0.30至约0.87;约0.30至约0.88;约0.30至约
0.89;约0.30至约0.90;约0.30至约0.91;约0.30至约0.92;约0.30至约0.93;约0.30
至约0.94;约0.30至约0.95;约0.30至约0.96;约0.30至约0.97;约0.30至约0.98;
约0.30至约0.99;约0.30至约1.00;约0.40至约0.40;约0.40至约0.41;约0.40至约
0.42;约0.40至约0.43;约0.40至约0.44;约0.40至约0.45;约0.40至约0.46;约0.40
至约0.47;约0.40至约0.48;约0.40至约0.49;约0.40至约0.50;约0.40至约0.51;
约0.40至约0.52;约0.40至约0.53;约0.40至约0.54;约0.40至约0.55;约0.40至约
0.56;约0.40至约0.57;约0.40至约0.58;约0.40至约0.59;约0.40至约0.60;约0.40
至约0.61;约0.40至约0.62;约0.40至约0.63;约0.40至约0.64;约0.40至约0.65;
约0.40至约0.66;约0.40至约0.67;约0.40至约0.68;约0.40至约0.69;约0.40至约
0.70;约0.40至约0.71;约0.40至约0.72;约0.40至约0.73;约0.40至约0.74;约0.40
至约0.75;约0.40至约0.76;约0.40至约0.77;约0.40至约0.78;约0.40至约0.79;
约0.40至约0.80;约0.40至约0.81;约0.40至约0.82;约0.40至约0.83;约0.40至约
0.84;约0.40至约0.85;约0.40至约0.86;约0.40至约0.87;约0.40至约0.88;约0.40
至约0.89;约0.40至约0.90;约0.40至约0.91;约0.40至约0.92;约0.40至约0.93;
约0.40至约0.94;约0.40至约0.95;约0.40至约0.96;约0.40至约0.97;约0.40至约
0.98;约0.40至约0.99;约0.40至约1.00;约0.50至约0.51;约0.50至约0.52;约0.50
至约0.53;约0.50至约0.54;约0.50至约0.55;约0.50至约0.56;约0.50至约0.57;
约0.50至约0.58;约0.50至约0.59;约0.50至约0.60;约0.50至约0.61;约0.50至约
0.62;约0.50至约0.63;约0.50至约0.64;约0.50至约0.65;约0.50至约0.66;约0.50
至约0.67;约0.50至约0.68;约0.50至约0.69;约0.50至约0.70;约0.50至约0.71;
约0.50至约0.72;约0.50至约0.73;约0.50至约0.74;约0.50至约0.75;约0.50至约
0.76;约0.50至约0.77;约0.50至约0.78;约0.50至约0.79;约0.50至约0.80;约0.50
至约0.81;约0.50至约0.82;约0.50至约0.83;约0.50至约0.84;约0.50至约0.85;
约0.50至约0.86;约0.50至约0.87;约0.50至约0.88;约0.50至约0.89;约0.50至约
0.90;约0.50至约0.91;约0.50至约0.92;约0.50至约0.93;约0.50至约0.94;约0.50
至约0.95;约0.50至约0.96;约0.50至约0.97;约0.50至约0.98;约0.50至约0.99;
约0.50至约1.00;约0.60至约0.61;约0.60至约0.62;约0.60至约0.63;约0.60至约
0.64;约0.60至约0.65;约0.60至约0.66;约0.60至约0.67;约0.60至约0.68;约0.60
至约0.69;约0.60至约0.70;约0.60至约0.71;约0.60至约0.72;约0.60至约0.73;
约0.60至约0.74;约0.60至约0.75;约0.60至约0.76;约0.60至约0.77;约0.60至约
0.78;约0.60至约0.79;约0.60至约0.80;约0.60至约0.81;约0.60至约0.82;约0.60
至约0.83;约0.60至约0.84;约0.60至约0.85;约0.60至约0.86;约0.60至约0.87;
约0.60至约0.88;约0.60至约0.89;约0.60至约0.90;约0.60至约0.91;约0.60至约
0.92;约0.60至约0.93;约0.60至约0.94;约0.60至约0.95;约0.60至约0.96;约0.60
至约0.97;约0.60至约0.98;约0.60至约0.99;约0.60至约1.00;约0.70至约0.71;
约0.70至约0.72;约0.70至约0.73;约0.70至约0.74;约0.70至约0.75;约0.70至约
0.76;约0.70至约0.77;约0.70至约0.78;约0.70至约0.79;约0.70至约0.80;约0.70
至约0.81;约0.70至约0.82;约0.70至约0.83;约0.70至约0.84;约0.70至约0.85;
约0.70至约0.86;约0.70至约0.87;约0.70至约0.88;约0.70至约0.89;约0.70至约
0.90;约0.70至约0.91;约0.70至约0.92;约0.70至约0.93;约0.70至约0.94;约0.70
至约0.95;约0.70至约0.96;约0.70至约0.97;约0.70至约0.98;约0.70至约0.99;
约0.70至约1.00;约0.80至约0.80;约0.80至约0.81;约0.80至约0.82;约0.80至约
0.83;约0.80至约0.84;约0.80至约0.85;约0.80至约0.86;约0.80至约0.87;约0.80
至约0.88;约0.80至约0.89;约0.80至约0.90;约0.80至约0.91;约0.80至约0.92;
约0.80至约0.93;约0.80至约0.94;约0.80至约0.95;约0.80至约0.96;约0.80至约
0.97;约0.80至约0.98;约0.80至约0.99;约0.80至约1.00;约0.90至约0.91;约0.90
至约0.92;约0.90至约0.93;约0.90至约0.94;约0.90至约0.95;约0.90至约0.96;
约0.90至约0.97;约0.90至约0.98;约0.90至约0.99;和约0.90至约1.00。
2
209.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有大于10m/g的氮吸附
Brunauer-Emmett-Teller(BET)法表面积。
2
210.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有大于20m/g的氮吸附
BET法表面积。
2
211.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有大于10m/g的氮吸附
BET法表面积。
2
212.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有大于15m/g的氮吸附
BET法表面积。
2
213.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有大于20m/g的氮吸附
BET法表面积。
2
214.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有大于30m/g的氮吸附
BET法表面积。
215.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有范围从约50μm至约
125μm的横截面尺寸。
216.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有范围从约80μm至约
100μm的横截面尺寸。
217.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒具有以体积计范围从约
40%至约70%的孔体积分数。
218.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒可逆地储存锂离子。
219.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含电池电极活性材料。
220.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包括纳米级尺寸的活性材
料颗粒。
221.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含纳米结构的材料。
222.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒含有微米级尺寸的活性材
料颗粒。
223.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料颗粒包含能够可逆地储存离子
的负极活性材料。
224.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料包括选自包括以下的组的负极
活性材料:碳;石墨;石墨包覆石墨;石墨烯;介孔碳微珠;碳纳米管;硅;多孔硅;纳米结构硅;纳米级硅;微米级硅;含硅的合金;碳包覆硅;碳纳米管包覆硅;锡;含锡的合金;以及Li4Ti5O12。
225.根据权利要求140所述的电极,其中所述导电颗粒包含至少一种金属元素。
226.根据权利要求225所述的电极,其中所述金属元素选自由以下组成的组:钌;铑;
钯;银;锇;铱;铂;铜;铝;以及金。
227.根据权利要求128 225所述的电极,其中所述包含金属的导电颗粒是丝状的。
228.根据权利要求140所述的电极,其中所述导电颗粒包含碳。
229.根据权利要求228所述的电极,其中所述碳包括选自由以下组成的组的碳形式:
碳;无定形碳;炭黑;碳纳米管;单壁碳纳米管;多壁碳纳米管;碳纳米棒;碳纳米泡沫体;
纳米结构碳;碳纳米芽;Buckminster富勒烯;直链炔键碳;金属质碳;六方碳;金刚石;石墨;石墨包覆石墨;石墨烯;以及介孔碳微珠。
230.根据权利要求228所述的电极,其中所述碳包括碳纳米管。
231.根据权利要求228所述的电极,其中所述碳包括石墨碳。
232.根据权利要求228所述的电极,其中所述碳包括炭黑。
233.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料悬浮液还包含粘合剂。
234.根据权利要求233所述的电极,其中所述粘合剂是聚合物粘合剂。
235.根据权利要求233所述的电极,其中所述聚合物粘合剂选自由以下组成的粘合剂
的组:阿拉伯胶;丁腈橡胶(NBR);琼脂糖;藻酸盐;丁基橡胶;羧甲基纤维素;角叉菜胶;酪蛋白;三元乙丙橡胶(EPDM);明胶;瓜尔胶;羟甲基纤维素;羟乙基纤维素;羟乙基甲基纤维素;羟丙基纤维素(HPC);异丁烯-马来酸酐共聚物;乙烯-马来酸酐共聚物;果胶;聚乙二醇;聚丙烯腈;聚丙烯酸;聚(ε-己内酯)(PLL);聚酰亚胺;聚乙烯(PE);聚环氧乙烷(PEO);聚乙交酯(PGA);聚丙交酯;聚环氧丙烷(PPO);聚丙烯(PP);聚氨酯;聚乙烯醇;
氯丁橡胶;聚异丁烯(PIB);淀粉;苯乙烯/丙烯腈/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物;丁苯橡胶
(SBR);苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)嵌段共聚物;苯乙烯-马来酸酐共聚物;黄芪胶;以及黄原酸胶。
236.根据权利要求140所述的电极,其中所述活性材料悬浮液还包含羧甲基纤维素/
丁苯橡胶。
237.一种用于制造电池电极的系统,包括:
a)开卷机;
b)复卷机;以及,
c)多个喷涂/干燥区域,其被布置在所述开卷机和所述复卷机之间,每个喷涂/干燥区
域包括:
i)喷涂器,其与液体悬浮液源液体连通;
ii)干燥器,其与气体源流体连通,所述干燥器在紧接所述喷涂区域之前。
238.根据权利要求237所述的系统,其中所述多个喷涂/干燥区域包括至少两个喷涂
/干燥区域。
239.根据权利要求237所述的系统,其中所述多个喷涂/干燥区域包括至少五个喷涂
/干燥区域。
240.根据权利要求237所述的系统,其中所述多个喷涂/干燥区域包括至少十个喷涂
/干燥区域。
241.根据权利要求237所述的系统,其中所述多个喷涂/干燥区域包括至少二十个喷
涂/干燥区域。
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