背景技術(shù)：

1、鋰蓄電池組用于許多產(chǎn)品中，包含醫(yī)療裝置、電動(dòng)汽車、飛機(jī)和消費(fèi)型產(chǎn)品，例如膝上型計(jì)算機(jī)、蜂窩電話和相機(jī)。鋰離子蓄電池組因其高能量密度、高操作電壓和低自放電而已經(jīng)超越了二次蓄電池組市場，并且繼續(xù)在產(chǎn)品和發(fā)展行業(yè)中尋找新的用途。

2、通常，鋰離子蓄電池組(“l(fā)ib”或“l(fā)ib”)包括陽極、陰極和電解液材料，例如包含鋰鹽的有機(jī)溶劑。更具體地，陽極和陰極(統(tǒng)稱為“電極”)是通過將陽極活性材料或陰極活性材料與粘結(jié)劑和溶劑混合以形成糊料或漿料而形成，所述糊料或漿料隨后涂布在例如鋁或銅的集電器上并且干燥以在集電器上形成膜。隨后，在將陽極和陰極容納在包括電解液材料的經(jīng)加壓殼體中之前，將所述陽極和陰極分層或卷曲，所有這些元件一起形成鋰離子蓄電池組。

3、在常規(guī)電極中，使用具有足夠的粘合性和化學(xué)特性的粘結(jié)劑，使得涂布在集電器上的膜將維持與集電器接觸，即使在被操控以放入經(jīng)加壓蓄電池組殼體中時(shí)亦是如此。由于膜包含電極活性材料，因此，如果膜不能維持與集電器充分接觸，則將可能對蓄電池組的電化學(xué)特性造成顯著干擾。此外，重要的是選擇與電極活性材料機(jī)械兼容的粘結(jié)劑，使得所述粘結(jié)劑能夠在蓄電池組的充電和放電期間承受電極活性材料的膨脹和收縮程度。

4、因此，例如纖維素粘結(jié)劑或交聯(lián)聚合粘結(jié)劑的粘結(jié)劑已用于提供良好的機(jī)械特性。然而，在常規(guī)電極中，所選擇的粘結(jié)劑通常需要對環(huán)境不友好或有毒的溶劑來進(jìn)行處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

技術(shù)特征：

1.一種電極，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中高縱橫比碳元素的網(wǎng)狀物包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極，其中所述第一組碳納米管包括多壁碳納米管。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極，其中所述第二組碳納米管包括單壁碳納米管。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極，其中：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述高縱橫比碳元素的網(wǎng)狀物包括一組多壁碳納米管。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極，其中所述活性層包括按所述活性層的重量計(jì)介于0.25％與1.5％之間的多壁碳納米管。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極，其中所述活性層包括按所述活性層的重量計(jì)介于0.2％與2％之間的多壁碳納米管。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極，其中所述多壁碳納米管為分支碳納米管。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極，其中所述多壁碳納米管為分支的、相間錯(cuò)雜的、纏結(jié)的和/或共享共同壁。

11.一種儲(chǔ)能裝置，其包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述多壁碳納米管包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述單壁碳納米管包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述單壁碳納米管包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述單壁碳納米管包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述單壁碳納米管平均而言包括1層或2層壁。

17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述單壁碳納米管包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述單壁碳納米管包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中在用電解液潤濕之后，所述電極的平均厚度增加小于10％。

20.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述第一組碳納米管的第一平均縱橫比大于所述第二組碳納米管的第二平均縱橫比。

21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電極，其中所述多壁碳納米管的所述標(biāo)稱長度為至少15微米。

23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

25.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述第一組碳納米管的平均縱橫比為至少100。

26.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述第一組碳納米管的平均縱橫比介于200與1000之間。

27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中：

33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述高縱橫比碳元素的網(wǎng)狀物包括選自由以下組成的群組的至少一種材料：碳納米結(jié)構(gòu)、碳納米結(jié)構(gòu)片段和斷裂多壁碳納米管。

34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑為：尼龍。

35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑為：水溶性的。

36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有大于200g/mol的分子量。

37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有大于500,000g/mol的分子量。

38.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有大于1,000,000g/mol的分子量。

39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有介于500,000g/mol與2,000,000g/mol之間的分子量。

40.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有介于500,000g/mol與1,500,000g/mol之間的分子量。

41.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層具有20微米到30微米的平均厚度。

42.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層具有介于20微米與200微米之間的平均厚度。

43.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性材料顆粒包括磷酸鋰鐵。

44.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性材料顆粒包括鋰金屬氧化物。

45.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性材料顆粒包括鋰金屬氧化物、鋰硫、鋰鈷氧化物中的一種或多種。

46.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性材料顆粒包括鋰鎳錳鈷氧化物。

47.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性材料顆粒包括鋰鎳鈷鋁氧化物。

48.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性材料顆粒包括鋰鎳鈷錳鋁氧化物。

49.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述電極包括選自由以下組成的群組的至少一種電極活性材料的顆粒：licoo2、linio2、limn2o4、licopo4、lifepo4、linimhcoo2和lini1-x-y-zcoxm1ym2zoz(其中m1和m2各自獨(dú)立地選自由以下組成的群組：al、ni、co、fe、mn、v、cr、ti、w、ta、mg和mo，并且x、y和z表示氧化物的對應(yīng)構(gòu)成元素的原子分?jǐn)?shù)且滿足0≦x<0.5、0≦y<0.5、0≦z<0.5的關(guān)系)。

50.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層包含按所述活性層的重量計(jì)為至少98.5％的所述活性材料顆粒。

51.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層包含按所述活性層的重量計(jì)介于96.0％到98.5％之間的所述活性材料顆粒。

52.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層包括按所述活性層的重量計(jì)為大致0.5％的所述聚合添加劑。

53.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層包括按所述活性層的重量計(jì)介于0.25％與1.5％之間的所述聚合添加劑。

54.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層包括按所述活性層的重量計(jì)小于1.5％的所述聚合添加劑。

55.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層包括按所述活性層的重量計(jì)為約25％的分散劑。

56.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層包括在所述高縱橫比碳元素的表面上的表面處理物，所述表面處理物促進(jìn)所述高縱橫比碳元素與所述活性材料顆粒之間的粘合。

57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的電極，其中所述表面處理物包括能溶于溶劑中的材料，所述溶劑具有小于202℃的沸點(diǎn)。

58.根據(jù)權(quán)利要求56所述的電極，其中所述表面處理物包括能溶于溶劑中的材料，所述溶劑具有小于185℃的沸點(diǎn)。

59.根據(jù)權(quán)利要求56所述的電極，其中：

60.根據(jù)權(quán)利要求56所述的電極，其中所述表面處理物包括所述聚合添加劑。

61.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述網(wǎng)狀物為按重量計(jì)為至少99％的碳且包括展現(xiàn)出高于滲濾閾值的連通性的碳元素的電互連網(wǎng)狀物，并且其中所述網(wǎng)狀物限定具有大于100μm的長度的一個(gè)或多個(gè)高度導(dǎo)電路徑；

62.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑為聚合粘結(jié)劑。

63.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑至少部分地安置在由所述高縱橫比碳元素的網(wǎng)狀物限定的至少一個(gè)空隙空間中。

64.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有大于1.135g/cm3的比重。

65.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有大于1.20g/cm3的比重。

66.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有在23℃下大于2.0j/g℃的比熱。

67.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有在23℃下大于2.2j/g℃的比熱。

68.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有在23℃下約2.4j/g℃的比熱。

69.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的小于70mpa的拉伸強(qiáng)度。

70.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的小于50mpa的拉伸強(qiáng)度。

71.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的小于25mpa的拉伸強(qiáng)度。

72.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的小于10mpa的拉伸強(qiáng)度。

73.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的小于7.5mpa的拉伸強(qiáng)度。

74.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的介于5mpa與6mpa之間的拉伸強(qiáng)度。

75.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的大于5％的屈服伸長率。

76.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的大于10％的屈服伸長率。

77.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的大于20％的屈服伸長率。

78.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的大于25％的屈服伸長率。

79.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有當(dāng)所述聚合物添加劑干燥時(shí)測量的介于20％與30％之間的屈服伸長率。

80.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有小于0℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

81.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有小于-10℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

82.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有小于-25℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

83.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有小于-30℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

84.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有小于-40℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

85.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有小于-45℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

86.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有介于-50℃與-40℃之間的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

87.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有介于375℃與400℃之間的5％重量減少溫度。

88.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑具有約385℃的5％重量減少溫度。

89.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑為水溶性的。

90.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑能溶于醇中。

91.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑能溶于水和醇中的每一種中。

92.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中當(dāng)所述聚合添加劑和乙基溶纖劑的混合物冷卻時(shí)，所述聚合添加劑展現(xiàn)出膠凝。

93.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑能完全溶于水、乙二醇、苯甲醇、乙酸和異丁醇中的每一種中。

94.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑能完全溶于n-甲基吡咯烷酮中。

95.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑與水和醇中的至少一種的水性溶液在按聚合添加劑的重量計(jì)為約50％的濃度下展現(xiàn)出至少60pa·s的粘度。

96.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述聚合添加劑和水溶性聚合物的混合物形成透明混合物。

97.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述活性層不包含不能溶于水或醇中的聚合材料。

98.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述電極不包含不能溶于水或醇中的聚合材料。

99.一種超電容器，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極。

100.一種蓄電池組，其包括：

101.一種電極，其包括：

102.一種電極，其包括：

技術(shù)總結(jié)
公開了一種用于儲(chǔ)能裝置的電極。所述電極包含活性層。所述活性層包含：高縱橫比碳元素的網(wǎng)狀物，其在所述網(wǎng)狀物內(nèi)限定空隙空間；多個(gè)電極活性材料顆粒，其安置在所述網(wǎng)狀物內(nèi)的所述空隙空間中；以及聚合添加劑，所述聚合添加劑為選自以下中的至少一種：(i)聚酰胺族，或(ii)經(jīng)改性聚酰胺或聚酰胺衍生物。

技術(shù)研發(fā)人員：尼科洛·布蘭比拉,曹萬君,陳驥,托馬斯·M·于
受保護(hù)的技術(shù)使用者：快帽系統(tǒng)公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/8/20