使用可印刷锂的电池的制作方法

技术特征：
1.一种包括阴极和复合阳极的电池，所述复合阳极包括：锂金属阳极；固体电解质；和在所述锂金属阳极的表面和所述固体电解质的表面之间的至少一个界面层，所述界面层由可印刷锂组合物形成，所述可印刷锂组合物由锂金属粉末、与所述锂金属粉末相容的聚合物粘合剂、与所述锂金属粉末相容的流变改性剂，以及与所述锂金属粉末和所述聚合物粘合剂相容的溶剂组成，其中所述界面层提高了所述固体电解质的表面的均匀性，从而为了更好的电池性能优化所述锂金属阳极的表面与所述固体电解质的表面之间的接触。2.根据权利要求1所述的电池，其中所述锂金属阳极由可印刷锂组合物形成，所述可印刷锂组合物由锂金属粉末、与所述锂金属粉末相容的聚合物粘合剂、与所述锂金属粉末相容的流变改性剂，以及与所述锂金属粉末和所述聚合物粘合剂相容的溶剂组成。3.根据权利要求2所述的电池，其中形成所述锂金属阳极的所述可印刷锂组合物包含按重量计约5％至约50％的所述锂金属粉末、按重量计约0.1％至约20％的所述聚合物粘合剂、按重量计约0.1％至约30％的所述流变改性剂、和按重量计约50％至约95％的所述溶剂。4.根据权利要求1所述的电池，其中所述锂金属阳极为三维阳极。5.根据权利要求4所述的电池，其中通过沉积将所述界面层施加到所述锂金属阳极。6.根据权利要求5所述的电池，其中使用脉冲电子束将所述界面层沉积到所述锂金属阳极。7.根据权利要求1所述的电池，其中所述锂金属阳极是平坦的。8.根据权利要求1所述的电池，其中所述锂金属阳极由涂覆有可印刷锂组合物的基板形成，所述可印刷锂组合物包含锂金属粉末、与所述锂金属粉末相容的聚合物粘合剂、和与所述锂金属粉末和所述聚合物粘合剂相容的流变改性剂，其中所述流变改性剂提供三维支撑结构以在用所述可印刷锂组合物涂覆时防止所述基板的退化并提高所述基板的耐久性。9.根据权利要求8所述的电池，其中所述基板基本上是平坦的。10.根据权利要求8所述的电池，其中所述基板具有三维多孔结构。11.根据权利要求1所述的电池，其中所述阴极是复合阴极。12.根据权利要求11所述的电池，其中所述复合阴极包含硫。13.根据权利要求1所述的电池，其中所述可印刷锂组合物包含按重量计约5％至约50％的所述锂金属粉末、按重量计约0.1％至约20％的所述聚合物粘合剂、按重量计约0.1％至约30％的所述流变改性剂、和按重量计约50％至约95％的所述溶剂。14.一种电池，其包括：阴极；由可印刷锂组合物形成的阳极，所述可印刷锂组合物由锂金属粉末、与所述锂金属粉末相容的聚合物粘合剂、与所述锂金属粉末相容的流变改性剂、以及与所述锂金属粉末和所述聚合物粘合剂相容的溶剂组成；和施加到所述阳极从而形成复合阳极的至少一个界面层。15.根据权利要求14所述的电池，其中所述界面层由第二可印刷锂组合物形成，所述第
二可印刷锂组合物由第二锂金属粉末、与所述第二锂金属粉末相容的第二聚合物粘合剂、与所述第二锂金属粉末相容的第二流变改性剂、以及与所述第二锂金属粉末和所述第二聚合物粘合剂相容的第二溶剂组成。16.根据权利要求14所述的电池，其中所述界面层包含由第二可印刷锂组合物形成的箔或膜，所述第二可印刷锂组合物包含第二锂金属粉末、与所述第二锂金属粉末相容的第二聚合物粘合剂、和与所述第二锂金属粉末和所述第二聚合物粘合剂相容的流变改性剂，其中所述流变改性剂提供三维支撑结构以在用所述第二可印刷锂组合物涂覆时防止所述基板的退化并提高所述基板的耐久性。17.根据权利要求14所述的电池，其中所述可印刷锂组合物包含按重量计约5％至约50％的所述锂金属粉末、按重量计约0.1％至约20％的所述聚合物粘合剂、按重量计约0.1％至约30％的所述流变改性剂、和按重量计约50％至约95％的所述溶剂。18.一种电池，其包括：阴极；阳极，其包括涂覆有可印刷锂组合物的基板，所述可印刷锂组合物包含锂金属粉末、与所述锂金属粉末相容的聚合物粘合剂、和与所述锂金属粉末和所述聚合物粘合剂相容的流变改性剂，所述流变改性剂提供三维支撑结构以在用所述可印刷锂组合物涂覆时防止所述基板的退化并增加所述基板的耐久性，其中所述可印刷锂组合物包含按重量计约70％至约85％的所述锂金属粉末和按重量计约15％至约30％的所述聚合物粘合剂和所述流变改性剂；和施加到所述阳极从而形成被保护的复合阳极的至少一个界面层。19.根据权利要求18所述的电池，其中所述界面层由第二可印刷锂组合物形成，所述第二可印刷锂组合物由第二锂金属粉末、与所述第二锂金属粉末相容的第二聚合物粘合剂、与所述第二锂金属粉末相容的第二流变改性剂、以及与所述第二锂金属粉末和所述第二聚合物粘合剂相容的溶剂组成。20.根据权利要求18所述的电池，其中所述界面层包含由第二可印刷锂组合物形成的箔或膜，所述第二可印刷锂组合物包含第二锂金属粉末、与所述第二锂金属粉末相容的第二聚合物粘合剂、和与所述第二锂金属粉末和所述第二聚合物粘合剂相容的第二碳基流变改性剂，其中所述第二碳基流变改性剂容易分散并且提供三维结构以在用所述第二可印刷锂组合物涂覆时支撑所述第二基板。

技术总结
提供了一种具有阴极和复合阳极的电池。在一个实施方案中，复合阳极可包括锂金属阳极、固体电解质和至少一个界面层。界面层提高了固体电解质的表面的均匀性，从而为了更好的电池性能优化锂金属阳极的表面与固体电解质的表面之间的接触。阳极和/或该界面可由可印刷锂组合物形成，该可印刷锂组合物包含锂金属粉末、与锂金属粉末相容的聚合物粘合剂、与锂金属粉末相容的流变改性剂、以及与锂金属粉末和聚合物粘合剂相容的溶剂。阴极可以是复合阴极。在另一个实施方案中，可印刷锂组合物可以是箔或膜的形式。是箔或膜的形式。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：FMC锂业美国公司
技术研发日：2019.09.18
技术公布日：2021/11/2