】
[0082]本發(fā)明主題的其它優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施方案通過(guò)附圖示出和在下面的說(shuō)明中闡述。在此需要注意的是，這些附圖僅是描述性的，并不以任何形式限制本發(fā)明。其中，
圖1顯示了本發(fā)明的復(fù)合材料或本發(fā)明的功能層的實(shí)施方案的透視示意截取圖；
圖2顯示了用于形成復(fù)合材料或功能層的本發(fā)明方法的實(shí)施方案的形象化示意截面圖；
圖3顯示了圖2中在致密化之前和之后的放大示意截面截取圖；和圖4顯示了本發(fā)明的鋰電池的實(shí)施方案的示意截面圖。
[0083]圖1顯示了，復(fù)合材料10或由10形成的功能層包含無(wú)機(jī)顆粒10a，其未經(jīng)燒結(jié)而形成了傳導(dǎo)鋰離子的網(wǎng)絡(luò)。圖1特別展示了，顆粒1a彼此連成串和彼此直接接觸，從而得到三維網(wǎng)絡(luò)狀的鋰離子傳導(dǎo)路徑10a。
[0084]顆粒I Oa可以例如是鋰-硫銀鍺礦顆粒I Oa。在圖1中顯示的功能層可以例如由硫銀鍺礦_10a_粘合劑-1Ob-復(fù)合材料而形成。
[0085]圖1顯示了，復(fù)合材料10或由10形成的功能層還包含聚合物粘合劑10b，該聚合物粘合劑1b用作用于顆粒1a或由其形成的網(wǎng)絡(luò)的聚合物嵌入材料。聚合物粘合劑1b可以是傳導(dǎo)離子的或者不或難以傳導(dǎo)離子的。
[0086]圖2顯示了本發(fā)明的方法的實(shí)施方案，并且展示了由物料10(其包含設(shè)置用于不燒結(jié)而形成傳導(dǎo)鋰離子的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)機(jī)材料的顆粒10a，例如鋰-硫銀鍺礦顆粒和聚合物粘合劑1b)例如通過(guò)一個(gè)刮刀20或多個(gè)刮刀將復(fù)合材料例如以功能層的形式在基材21上形成。
[0087]圖2中的箭頭展示了，所述復(fù)合材料或功能層然后通過(guò)壓實(shí)機(jī)22致密化。圖2特別顯示了，所述致密化特別通過(guò)在輥-對(duì)-輥方法中使用壓延機(jī)22的壓延而進(jìn)行。所述復(fù)合材料或功能層的致密化可以例如在提高的溫度，例如I 80°C至< 200°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
[0088]圖3顯示了圖2中在致密化之前和之后的放大示意截面截取圖。圖3展示了由于涂覆方法而沒(méi)有或僅僅微弱地彼此接觸的無(wú)機(jī)顆粒1a通過(guò)致密化，例如通過(guò)壓延而彼此接觸。
[0089]圖4顯示了本發(fā)明的鋰電池的實(shí)施方案的示意截面圖。
[0090]圖4顯示了，所述電池具有陽(yáng)極(負(fù)極)12和陰極(正極)13。其中，陽(yáng)極11具有陽(yáng)極集流器14(例如由銅構(gòu)成)，和陰極12具有陰極集流器15(例如由鋁構(gòu)成)。
[0091]圖4顯示了，在陽(yáng)極12和陰極13之間設(shè)置層11，其可以有利地用作陽(yáng)極12或陰極13的保護(hù)層，特別是用于避免源自陽(yáng)極11的枝狀晶體的生長(zhǎng)。層11因此也可以稱為陽(yáng)極保護(hù)層或陰極保護(hù)層。此外，在圖4中顯示的實(shí)施方案中的層11用作單個(gè)的隔膜。層11因此也可以稱為隔膜。這樣可以有利地實(shí)現(xiàn)高的比能量密度。
[0092]保護(hù)層11或隔膜11可以施加在陽(yáng)極12的朝向陰極13—側(cè)上或者陰極13的朝向陽(yáng)極12—側(cè)上，或者設(shè)置為在陽(yáng)極12和陰極13之間的單獨(dú)的或獨(dú)立式的層。
[0093]對(duì)于在圖4中顯示的鋰電池，所述功能層11、12、13中的至少一個(gè)，例如保護(hù)層11或隔膜11、陽(yáng)極12和/或陰極13包含本發(fā)明的復(fù)合材料，例如硫銀鍺礦-聚合物復(fù)合材料(參見(jiàn)圖1至3中的10)或者由其形成。
[0094]特別地，所述保護(hù)層11或隔膜11可以包含本發(fā)明的復(fù)合材料，例如硫銀鍺礦-聚合物復(fù)合材料(參見(jiàn)圖1至3中的10)或者由其形成。任選地，所述陰極13和/或陽(yáng)極12另外可以包含本發(fā)明的復(fù)合材料，例如硫銀鍺礦-聚合物復(fù)合材料(參見(jiàn)圖1至3中的10)或者由其形成。
[0095]陽(yáng)極12當(dāng)然也可以是鋰-金屬陽(yáng)極，即包含金屬鋰或鋰合金或者由其形成的陽(yáng)極。所述陰極可以例如包含硫或者是氧電極。例如，在圖4中顯示的鋰電池可以是鋰-硫電池或鋰-氧電池。例如，在圖4中顯示的鋰電池可以構(gòu)成為干電池和/或薄層電池。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.制備用于鋰電池的傳導(dǎo)鋰離子的復(fù)合材料(10)，特別是傳導(dǎo)鋰離子的功能層(11，12，13)的方法，其中復(fù)合材料(10)或功能層(11，12，13)由物料(10)形成，該物料(10)包含至少一種設(shè)置用于不燒結(jié)而形成傳導(dǎo)鋰離子的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)機(jī)材料的顆粒(1a)和至少一種聚合物粘合劑(I Ob)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述復(fù)合材料(10)或功能層(11，12，13)在低于1000°C的溫度下進(jìn)一步加工，特別是其中所述復(fù)合材料(10)或功能層(11，12，13)不進(jìn)行后燒結(jié)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述至少一種設(shè)置用于不燒結(jié)而形成傳導(dǎo)鋰離子的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)機(jī)材料(1a)選自鋰-硫銀鍺礦和含硫的、任選含鍺的鋰離子導(dǎo)體，特別是鋰-硫銀鍺礦。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其中所述至少一種設(shè)置用于不燒結(jié)而形成傳導(dǎo)鋰離子的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)機(jī)材料(1a)具有小于或等于20μπι的平均粒徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其中所述物料(10)包含基于物料(10)的固體含量計(jì)大于或等于60重量%的至少一種設(shè)置用于不燒結(jié)而形成傳導(dǎo)鋰離子的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)機(jī)材料的顆粒(10a)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其中所述至少一種聚合物粘合劑(1b)是傳導(dǎo)鋰離子的，特別是其中所述至少一種聚合物粘合劑(1b)包含至少一種鋰-導(dǎo)電鹽和/或是固有傳導(dǎo)鋰離子的。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法，其中所述復(fù)合材料(10)或功能層(11，12，13)通過(guò)干涂覆方法而形成，其中所述至少一種聚合物粘合劑(1b)是可熔融的和所述物料(10)不含溶劑，特別是其中所述至少一種聚合物粘合劑(1b)是聚氧化乙烯和/或聚偏氟乙烯。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法，其中使所述復(fù)合材料(10)或功能層(11，12，13)致密化，特別是其中在大于或等于80°C至小于或等于200°C的溫度下進(jìn)行所述致密化。9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述致密化通過(guò)輥對(duì)輥方法進(jìn)行。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的方法，其中所述復(fù)合材料(10)或功能層(11，12，13)在基材(21)上形成和在陽(yáng)極(12)或陰極(13)上轉(zhuǎn)層壓，或者其中所述復(fù)合材料(10)或功能層(11，12，13)在陽(yáng)極(12)或陰極(13)或隔膜上形成。11.復(fù)合材料(10)，其通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的方法制備。12.復(fù)合材料(10)，其包含至少一種鋰-硫銀鍺礦(1a)和至少一種聚合物粘合劑(1b)013.根據(jù)權(quán)利要求12的復(fù)合材料(10)，其中所述至少一種聚合物粘合劑(1b)具有大于或等于10000個(gè)重復(fù)單元。14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的復(fù)合材料(10)，其中所述至少一種聚合物粘合劑(1b)選自聚醚、氟聚合物、多聚糖、固有傳導(dǎo)鋰離子的聚合物、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯酸酯和聚苯乙烯。15.用于鋰電池的功能層(11，12，13)，其包含根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)的復(fù)合材料(10) ο16.根據(jù)權(quán)利要求15的功能層(11，12，13)，其中所述功能層(11，12，13)是陽(yáng)極保護(hù)層(11)和/或陰極保護(hù)層(11)和/或特別是單個(gè)的隔膜(11)和/或陰極(13)和/或陽(yáng)極(12)，特別是用于鋰-金屬-陽(yáng)極(12)的保護(hù)層(11)。17.鋰電池或鋰電池組，其包含根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)的復(fù)合材料(10)和/或至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求15或16的功能層(11，12，13)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及制備用于鋰電池的傳導(dǎo)鋰離子的復(fù)合材料（10），特別是傳導(dǎo)鋰離子的功能層的方法。所述復(fù)合材料（10）或功能層由物料（10）形成，該物料（10）包含至少一種設(shè)置用于不燒結(jié)而形成傳導(dǎo)鋰離子的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)機(jī)材料的顆粒（10a）和至少一種聚合物粘合劑（10b）。此外，本發(fā)明還涉及這類功能層（11,12,13）、具有其的鋰電池和鋰電池組以及其用途。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M10/056
【公開(kāi)號(hào)】CN105556730
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480053168
【發(fā)明人】M.韋格納, J.范努斯, M.滕策
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2014年9月5日
【公告號(hào)】DE102013219602A1, WO2015043917A1