[发明专利]独立式层压件、其制造方法和制作铅碳电池的方法

说明书

提供了独立式层压件、其制造方法和制作铅碳电池的方法。独立式层压件包括隔板和阳极层。阳极层包括导电碳质活性材料，该导电碳质活性材料包括特定量的以下组分：活性炭；粘合剂；和导电填料。阳极层与隔板的第一侧直接物理接触。该独立式层压件对于在各种能量存储装置中使用是特别有用的。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年4月22日提交的美国临时申请第63/013,652号的优先权和权益，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及电池层压件、制作层压件的方法以及包含层压件的电池。

背景技术

电池是常用的能源。通常，电池包括负电极和正电极。常规的商用铅酸电池依赖于由铅金属构成的负电极(阳极)和由二氧化铅构成的正电极(阴极)，而铅碳电池包括含有含碳物质的阳极。铅酸电池或铅碳电池的电极置于酸性电解介质中。在电池放电期间，发生化学反应，其中活性正电极材料被还原，并且活性负电极材料被氧化。在反应期间，电子通过负载从负电极流向正电极，电解介质中的离子在电极之间流动。为了防止活性正电极材料和活性负电极材料的直接反应，电极通常通过隔板(separator)彼此机械上和电气上隔离。

将隔板-阳极层压件提供为单个结构将是有利的，该单个结构可以容易地处理、切割成期望的形状以及粘附到阴极材料以直接用于能量存储装置应用，特别是双极电池应用。

发明内容

一种独立式层压件包括：隔板；和阳极层，并且阳极层包括导电碳质活性材料(electrically conductive carbon active material)，该导电碳质活性材料包括：大于或等于60％的重量百分比的活性炭；1％至40％的重量百分比的粘合剂；以及0％至10％的重量百分比的导电填料；其中每种组分的重量百分比基于阳极层的总重量；并且其中阳极层与隔板的第一侧直接物理接触。

一种制作独立式层压件的方法包括将阳极层施加至隔板的第一侧。

一种能量存储装置包括所述独立式层压件。

一种制作铅碳电池的方法，包括：将氧化铅阴极附接至独立式层压件的隔板；将粘附至独立式层压件的氧化铅阴极封装在壳体中；以及将酸引入壳体中，使得阴极和阳极至少部分地浸入酸中。

上述和其他特征通过以下附图和详细描述来例示。

附图说明

以下附图是示例性方面，其中相同元件编号相同。附图为说明性实施方式，其不旨在将根据本公开内容制造的装置限制于本文中阐述的材料、条件或过程参数。

图1是根据一个方面的独立式层压件的示意图示。

图2是根据一个方面的铅碳电池的示意图示。

具体实施方式

本发明人已经有利地发现，可以制备包括隔板和阳极层的独立式层压件。该独立式层压件可以用于各种能量存储装置，例如铅碳电池。使用独立式层压件来生产铅碳电池极大地简化了制造工艺，并且还有利地允许使用现有的铅酸双极电池生产设备。该独立式层压件可以容易地处理并且切割成期望的形状以用于在能量存储装置中直接使用。

因此，本公开内容的一个方面是独立式层压件。独立式层压件包括隔板和阳极层。如本文所使用的，术语“独立式层压件(freestanding laminate)”是指不被任何其他层(例如下面的衬底)粘附或支撑的层压件。在一个方面中，独立式层压件是自支撑的层压件，其可在不需要粘附或附接至层压件的衬底(或其他支撑层)的情况下被机械地操纵或移动。因此，在一个方面，本公开内容的独立式层压件指的是没有任何其他支撑层的独立的层压件。在一些方面，独立式层压件可以由隔板和阳极层构成。阳极层与隔板的第一侧直接物理接触。