СПОСОБ ПЕЧАТИ ИЛИ НАНЕСЕНИЯ НАПЫЛЕНИЕМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИБКОГО ЭЛЕКТРОДА НА ПОДЛОЖКЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТИЙ-ИОННОЙ БАТАРЕИ

1. Способ получения гибкого электрода на подложке, содержащего по меньшей мере одно активное электродное вещество, по меньшей мере одно связующее и по меньшей мере одну гибкую подложку, включающий по меньшей мере следующие этапы:
i) этап приготовления электродной краски путем диспергирования смеси твердых частиц в водной фазе, причем упомянутая смесь твердых частиц содержит:
- по меньшей мере одно активное электродное вещество в количестве, варьирующем от 70 до 99,5 мас.% от полной массы смеси твердых частиц,
- по меньшей мере одно связующее, содержащее лигноцеллюлозный материал, в количестве, варьирующем от 0,5 до 30 мас.% от полной массы смеси твердых частиц,
причем упомянутая смесь твердых частиц составляет по меньшей мере 25 мас.% от полной массы электродной краски;
ii) этап переноса полученной ранее на этапе i) электродной краски на по меньшей мере часть одной из сторон гибкой подложки методом печати или нанесения напылением, причем упомянутая гибкая подложка выбрана из целлюлозной подложки, полимерной пленки и полимерной мембраны, необязательно армированной целлюлозой; и
iii) этап сушки для получения гибкого электрода на подложке, содержащего гибкую подложку и электродную пленку, нанесенную на по меньшей мере часть одной из сторон упомянутой гибкой подложки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лигноцеллюлозный материал выбран из волокон целлюлозы, рафинированных волокон целлюлозы, микрофибрилл целлюлозы, нанофибрилл целлюлозы и лигнина.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что связующее, содержащее лигноцеллюлозный материал, составляет от 0,5 до 1,5 мас.% от полной массы смеси твердых частиц.
4. Способ по п. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на этапе i) в водную суспензию вводят дефлокулянт волокон.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что дефлокулянт выбран из карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), крахмала, модифицированного крахмала и одной из их смесей.
6. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что дефлокулянт волокон составляет от 0,5 до 2,5 мас.% от полной массы смеси твердых частиц.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в водную суспензию этапа i) вводят придающую электронную проводимость добавку.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что придающая электронную проводимость добавка выбрана из углеродной сажи, суперчистого углерода, ацетиленовой сажи, углеродных волокон и нановолокон, углеродных нанотрубок, металлических частиц и волокон и одной из их смесей.
9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что придающая электронную проводимость добавка составляет от 25 до 35 мас.% от полной массы смеси твердых частиц.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что массовая концентрация смеси твердых частиц в электродной краске на выходе с этапа i) варьирует от 28 до 42%.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что используемый метод печати выбран из трафаретной печати, флексографической печати и глубокой печати.
12. Способ по пп. 4-11, отличающийся тем, что диспергирование смеси твердых частиц в водной фазе на этапе i) осуществляют согласно следующим подэтапам:
i-1) дефлокулянт и водную фазу смешивают и диспергируют с помощью механического лопастного диспергатора в течение периода, варьирующего от 2 до 10 мин, со скоростью, варьирующей от 450 до 550 об/мин,
i-2) в полученную ранее на этапе i-1) смесь добавляют связующее, содержащее лигноцеллюлозный материал, затем полученную смесь диспергируют в течение периода, варьирующего от 5 до 20 мин, со скоростью, варьирующей от 450 до 550 об/мин,
i-3) в полученную ранее на этапе i-2) смесь добавляют активное электродное вещество и, необязательно, придающую электронную проводимость добавку, затем полученную смесь диспергируют в течение периода, варьирующего от 5 до 20 мин, со скоростью, варьирующей от 450 до 550 об/мин,
i-4) полученную на этапе i-3) смесь перемешивают механически с помощью механического лопастного диспергатора в течение периода, варьирующего от 10 до 25 мин, со скоростью, варьирующей от 2500 до 3500 об/мин.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что когда на этапе i-3) используют активное анодное вещество, полученную на этапе i-3) смесь гомогенизируют на дополнительном подэтапе в трехвалковой мельнице в течение периода, варьирующего от 5 до 10 минут, перед началом этапа i-4).
14. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что электродная пленка, нанесенная на по меньшей мере часть одной из сторон упомянутой подложки, имеет толщину, варьирующую от 30 до 100 мкм.
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он дополнительно включает в себя этап iv) каландрирования гибкого электрода на подложке, такого как полученный согласно этапу iii).
x
y
4
2
4
x
y
z
2
(1-y
y
2
16. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что активное электродное вещество, использованное на этапе i) и позволяющее получить гибкий положительный электрод на подложке, выбрано из: LiMnO (0<x<2, 0<y<2 и x+y=3), LiCoO, LiMPO, (M=Fe, Mn, Co, Ni), LiAlCoNiO (0<x<1, 0<y<1, 0<z<1 и x+y+z=1) и LiNi)CoO (0≤y≤1).
y
17. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что активное электродное вещество, использованное на этапе i) и позволяющее получить гибкий отрицательный электрод на подложке, выбрано из графита, твердого углерода, мягкого углерода и металлических сплавов LiM (1<y<5 и M=Mn, Sn, Pb, Si, In, Ti).
18. Способ изготовления литий-ионной батареи, содержащей:
- гибкий положительный электрод на подложке, содержащий гибкую подложку S1 и катодную пленку F1, нанесенную на по меньшей мере часть одной из сторон упомянутой гибкой подложки S1, и
- гибкий отрицательный электрод на подложке, содержащий гибкую подложку S2 и анодную пленку F2, нанесенную на по меньшей мере часть одной из сторон упомянутой гибкой подложки S2,
- гелевый электролит или жидкий электролит, расположенный между упомянутыми электродами, и
упомянутый способ включает себя по меньшей мере следующие этапы:
a) этап получения гибкого положительного электрода на подложке согласно этапам i), ii), iii) и, необязательно, этапу iv) способа, таким как охарактеризованные по любому из пунктов 1-16,
b) этап получения гибкого отрицательного электрода на подложке согласно этапам i), ii), iii) и, необязательно, этапу iv) способа, таким как охарактеризованные по любому из предшествующих пунктов 1-15 и 17,
c) этап сборки полученных ранее на этапах a) и b) электродов так, чтобы упомянутые гибкие подложки S1 и S2 были обращены друг к другу в упомянутой батарее, образуя тем самым сепаратор S1-S2 между катодной пленкой F1 и анодной пленкой F2,
и тот или иной из следующих этапов:
d-1) этап пропитки собранных ранее на этапе c) электродов жидким электролитом, или
d-2) этап инкапсуляции гелевого электролита в каждой из гибких подложек S1 и S2, причем упомянутый этап инкапсуляции предшествует этапам a) и b) получения электродов.
19. Способ изготовления литий-ионной батареи, содержащей:
- гибкий положительный электрод на подложке, содержащий гибкую подложку S1 и катодную пленку F1, нанесенную на по меньшей мере часть одной из сторон упомянутой гибкой подложки S1, и
- гибкий отрицательный электрод на подложке, содержащий упомянутую гибкую подложку S1 и анодную пленку F2, нанесенную на по меньшей мере часть другой стороны упомянутой гибкой подложки S1,
- гелевый электролит или жидкий электролит, расположенный между упомянутыми электродами, и
упомянутый способ включает в себя по меньшей мере следующие этапы:
a) этап получения гибкого положительного электрода на подложке согласно этапам i), ii), iii) и, необязательно, этапу iv) способа, таким как охарактеризованные по любому из пп. 1-16, так чтобы получить катодную пленку F1, нанесенную на по меньшей мере часть одной из сторон упомянутой гибкой подложки S1,
b) этап получения гибкого отрицательного электрода на подложке согласно этапам i), ii), iii) и, необязательно, этапу iv) способа, таким как охарактеризованные по любому из пп. 1-15 и 17, так чтобы получить анодную пленку F2, нанесенную на по меньшей мере часть другой стороны упомянутой гибкой подложки S1, причем упомянутая гибкая подложка S1 образует таким образом сепаратор S1 между катодной пленкой F1 и анодной пленкой F2,
и тот или иной из следующих этапов:
d-1) этап пропитки полученных ранее на этапе b) электродов жидким электролитом, или
d-2) этап инкапсуляции гелевого электролита в гибкой подложке S1, причем упомянутый этап инкапсуляции предшествует этапам a) и b) получения электродов.