RU2620258C2 - Композиции для предварительной обработки, а также способы нанесения покрытия на электрод батареи - Google Patents

Композиции для предварительной обработки, а также способы нанесения покрытия на электрод батареи Download PDF

Info

Publication number
RU2620258C2
RU2620258C2 RU2015144166A RU2015144166A RU2620258C2 RU 2620258 C2 RU2620258 C2 RU 2620258C2 RU 2015144166 A RU2015144166 A RU 2015144166A RU 2015144166 A RU2015144166 A RU 2015144166A RU 2620258 C2 RU2620258 C2 RU 2620258C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
electrically conductive
metal
conductive substrate
lithium
Prior art date
Application number
RU2015144166A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015144166A (ru
Inventor
Стюарт Д. Хеллринг
Ренди Е. ДОФЕНБО
Ричард Ф. КАРАБИН
Эдвард Ф. РАКИЕВИЧ
Кейвин Томас СИЛЬВЕСТЕР
Натан Дж. СИЛВЕРНЕЙЛ
Original Assignee
Ппг Индастриз Огайо, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ппг Индастриз Огайо, Инк. filed Critical Ппг Индастриз Огайо, Инк.
Publication of RU2015144166A publication Critical patent/RU2015144166A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2620258C2 publication Critical patent/RU2620258C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Abstract

Изобретение относится к композициям для предварительной обработки электродов и может быть использовано в литий-ионных батареях. Предложен катод литий-ионной батареи, имеющий электропроводящую подложку, первый слой, покрывающий по меньшей мере часть электропроводящей подложки, содержащий композицию предварительной обработки, содержащую металл группы IIIB и/или группы IV, и второй слой, покрывающий по меньшей мере часть электропроводящей подложки и первого слоя, причем второй слой содержит композицию покрытия, содержащую литийсодержащее соединение. Также описан способ обработки катода батареи и батарея, включающая такой обработанный катод. Предварительная обработка подложки катода обеспечивает улучшение антикоррозионных свойств электрода и повышает прочность на отслаивание покрытия второго слоя, что является техническим результатом изобретения. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 прим.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композициям для предварительной обработки, а также к способам нанесения покрытия на электрод батареи. Настоящее изобретение также относится к электродам батареи с нанесенным покрытием.
Предпосылки создания изобретения
Электроды, предназначенные для использования в литий-ионных батареях, изготавливают путем связывания активного материала с электропроводящей подложкой за счет использования связующего. Производительность и срок службы литий-ионной батареи зависит, по меньшей мере частично, от антикоррозионных свойств электрода и прочности связи между активным материалом и электропроводящей подложкой. Коррозия электродов может приводить к снижению прочности связи, и пониженная прочность связи может приводить к коррозии электрода. Таким образом, важно оптимизировать как антикоррозионные свойства электрода, так и прочность связи между активным материалом и электропроводящей подложкой.
Хотя повышенное количество связующего может увеличить прочность связи, большие количества связующего приводят к снижению емкости электрода и, следовательно, негативно влияют на производительность батареи. В результате, было бы желательно получить композиции и способы обработки электропроводящей подложки для улучшения прочности связи литийсодержащего материала с электропроводящей подложкой и/или антикоррозионных свойств без необходимости увеличения количества материала связующего. Кроме того, было бы желательно предложить композиции и способы обработки электропроводящей подложки, которые по меньшей мере в некоторых случаях обеспечивали бы прочность связи, которая эквивалентна или даже превосходит адгезионные свойства, обеспечиваемые за счет использования повышенных количеств материала связующего. Также было бы желательно получить соответствующие обработанные электроды.
Краткое раскрытие сути изобретения
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к катоду литий-ионной батареи, включающему электропроводящую подложку, первый слой,
покрывающий по меньшей мере часть электропроводящей подложки, содержащий композицию предварительной обработки, содержащую металл группы IIIB и/или группы IVB, а также второй слой, покрывающий по меньшей мере часть первого слоя, причем второй слой содержит композицию покрытия, содержащую литийсодержащее соединение.
В некоторых других вариантах осуществления изобретение относится к батарее, включающей в себя электропроводящую подложку, первый слой, покрывающий по меньшей мере часть электропроводящей подложки, содержащий композицию предварительной обработки, содержащую металл группы IIIB и/или группы IVB, а также второй слой, покрывающий по меньшей мере часть первого слоя, причем второй слой содержит композицию покрытия, содержащую литийсодержащее соединение. Батарея также включает в себя анод, разделитель между анодом и катодом и электролит в контакте с анодом и катодом.
В некоторых других вариантах осуществления изобретение относится к способу обработки катода батареи, включающему контактирование электропроводящей подложки катода батареи с композицией для предварительной обработки, содержащей металл группы IIIB и/или группы IVB, и нанесение композиции покрытия, содержащей литийсодержащие соединения, на по меньшей мере часть предварительно обработанной электропроводящей подложки.
Прилагаемые чертежи, которые включены в данное описание и составляют его часть, иллюстрируют несколько неограничивающих вариантов осуществления изобретения и вместе с описанием служат для пояснения изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен частичный схематичный вид сбоку в разрезе батареи, включающей катод с первым слоем, содержащим композицию для предварительной обработки в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлен частичный схематичный вид сбоку в разрезе катода в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Для целей нижеследующего подробного описания следует понимать, что изобретение может включать различные альтернативные варианты и последовательности осуществления стадий, за исключением тех случаев, когда явным образом указано обратное. Более того, за исключением любых рабочих примеров или тех случаев, когда указано иное, все числа, выражающие, например, количества компонентов,
использованные в описании и формуле изобретения, следует понимать как во всех случаях предваряемые термином «приблизительно». Соответственно, если не указано обратное, числовые параметры, изложенные в приведенном описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приблизительными и могут варьироваться в зависимости от желаемых свойств, получения которых добиваются с использованием настоящего изобретения. По самой меньшей мере и не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый числовой параметр должен рассматриваться по меньшей мере в свете указанного числа значащих цифр и с применением обычных методов округления.
Несмотря на то, что численные диапазоны и параметры, определяющие широкий объем настоящего изобретения, являются приблизительными, представленные в конкретных примерах численные величины указаны настолько точно, насколько это возможно. Однако любое числовое значение по самой своей природе включает определенную погрешность, с неизбежностью возникающую в результате наличия стандартного отклонения, обнаруживаемого при его измерениях в соответствующих испытаниях.
Кроме того, следует понимать, что любой числовой диапазон, приведенный в настоящем документе, предполагает включение всех поддиапазонов, попадающих в его пределы. Например, диапазон «от 1 до 10» предполагает включение всех поддиапазонов между (и включая) приведенным минимальным значением «1» и приведенным максимальным значением «10», то есть имеющие минимальное значение, равное 1 или больше, и максимальное значение, равное 10 или меньше.
В данной заявке использование единственного числа включает также и множественное число, а множественное число включает в себя единственное число, если специально не указано иное. Кроме того, в данной заявке использование «или» означает «и/или», если специально не указано иное, несмотря на то, что в некоторых случаях «и/или» может использоваться в явном виде.
Если не указано иное, употребляемое в настоящем документе выражение «по существу не содержит» означает, что указанное вещество не добавляется в композицию целенаправленно и присутствует только в следовых количествах или в виде примеси. Используемое в настоящем документе выражение «полностью не содержит» означает, что композиция не содержит указанного вещества. Следовательно, композиция содержит 0% масс. такого вещества.
На фиг. 1 схематически проиллюстрирована батарея 100 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Хотя показан единственный слой катода 10 и единственный слой анода 20, следует понимать, что батареи 100 могут иметь несколько слоев катода 10 и анода 20, каждый из которых отделен разделителем 40. На фиг. 2 схематически проиллюстрирован катод 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, который может использоваться в батарее с множеством чередующихся слоев анода и катода.
Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, некоторые варианты осуществления изобретения относятся к катоду 10 литий-ионной батареи 100, включающему в себя электропроводящую подложку 12 (иногда называемую «коллектором» или «коллектором электронов»), первый слой 14, покрывающий по меньшей мере часть электропроводящей подложки, содержащий композицию предварительной обработки, содержащую металл группы IIIB и/или группы IVB, а также второй слой 16, покрывающий по меньшей мере часть первого слоя, причем второй слой 16 содержит композицию покрытия, содержащую литийсодержащее соединение. Обработка электропроводящей подложки 12 композицией для предварительной обработки может привести к улучшению антикоррозионных свойств электрода и к улучшенной связи композиции покрытия, содержащей литийсодержащее соединение, с электропроводящей подложкой по сравнению с электропроводящими подложками, которые не были предварительно обработаны композицией для предварительной обработки.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к композициям и способам обработки электропроводящей подложки 12.
Как показано на фиг. 1, батарея 100 может включать в себя катод 10, анод 20, разделитель 40 между анодом 20 и катодом 10 и электролит 30 в контакте с катодом 10 и анодом 20. Корпус 50, который находится в контакте с одним из электродов 10, 20, может заключать в себе электроды 10, 20, электролит 30 и разделитель 40. Клемма 60 находится в контакте с катодом 10. Подходящие для использования в настоящем изобретении электропроводящие подложки 12 включают в себя электропроводящие подложки, которые часто используются в качестве электродов, таких как катод 10 или анод 20, в литий-ионной батарее 100. Конкретные примеры подходящих электропроводящих подложек 12 включают, без ограничения, алюминий, медь, железо, никель, нержавеющую сталь, и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления электропроводящая подложка 12 катода 10 может содержать алюминий. В некоторых вариантах осуществления электропроводящая подложка анода 20 может содержать медь. В некоторых вариантах осуществления электропроводящая подложка может быть в форме листа, имеющего толщину от 1 мкм до 500 мкм, например 15 мкм.
Электролит 30 может содержать неводный раствор, полученный при растворении
соли в органическом растворителе. Соль электролита, используемая в электролите, может быть любой солью электролита, подходящей для батарей данного типа. Примеры солей электролита включают LiClO4, LiAsF6, LiPF6, LiBF4, LiB(C6H5)4, LiB(C2O4)2, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiCl, LiBr и тому подобное. В вариантах осуществления органический растворитель может включать любой подходящий тип, который обычно используется для батарей данного типа. Примеры таких органических растворителей включают пропиленкарбонат, этиленкарбонат, диэтилкарбонат, диметилкарбонат, 1,2-диметоксиэтан, 1,2-диэтоксиэтан, γ-бутиролактон, тетрагидрофуран, 2-метилтетрагидрофуран, 1,3-диоксолан, 4-метил-1,3-диоксолан, простой диэтиловый эфир, сульфолан, метилсульфолан, ацетонитрил, пропионитрил, анизол, ацетат, бутират, пропионат и тому подобное. В некоторых вариантах осуществления используются циклические карбонаты, такие как пропиленкарбонат, или цепочечные карбонаты, такие как диметилкарбонат и диэтилкарбонат. Эти органические растворители могут использоваться по отдельности или в виде комбинации двух или более типов. В некоторых вариантах осуществления электролит может также содержать добавки или стабилизаторы, такие как VC (винилкарбонат), VEC (винилэтиленкарбонат), ЕА (этиленацетат), ТРР (трифенилфосфат), фосфазены, LiBOB, LiBETI, LiTFSI, BP (бифенил), PS (пропиленсульфит), ES (этиленсульфит), АМС (аллилметилкарбонат) и APV (дивиниладипат).
В некоторых вариантах осуществления анод 20 может быть получен смешиванием отрицательного активного материала, электропроводящего материала и связующего любым известным специалистам способом, как описано, например, в Lithium-Ion Batteries: Science and Technologies, Yoshio et al., 2009. В некоторых вариантах осуществления анод может быть получен путем смешивания примерно 93% масс. графита в качестве отрицательного активного материала, примерно 3% масс. электропроводящего углерода (например, ацетиленовой сажи) и примерно 4% масс. связующего, такого как, например, поливинилидендифторид (PVDF), и использования медной токопроводящей фольги, обычно толщиной 10-15 мкм.
В некоторых вариантах осуществления катод 10 может быть получен с помощью смешивания положительного активного материала, электропроводящего материала и связующего любым известным специалистам способом, как описано, например, Lithium-Ion Batteries: Science and Technologies, Yoshio et al., 2009. В некоторых вариантах осуществления катод может быть получен с помощью смешивания примерно 90% масс. LiNiCoMnO2 в качестве литиевого активного материала, примерно 5% масс. электропроводящего углерода (например, ацетиленовой сажи) и примерно 5% масс.
связующего, такого как PVDF, и использования алюминиевой токопроводящей фольги, обычно толщиной 10-15 мкм.
В некоторых вариантах осуществления и как показано на фиг. 1, анод 20 и катод 10 (описанные ниже) могут быть разделены разделителем 40. В некоторых вариантах осуществления разделитель может быть выполнен из полимерной пленки, такой как полиэтилен или полипропилен, имеющий микропоры, которая может быть ламинирована. В некоторых вариантах осуществления анод 20, катод 10 и разделитель 40 могут быть намотаны по спирали для получения электродного элемента спирального типа. В определенном варианте осуществления катушка может иметь продолговатую форму.
В соответствии с вариантами осуществления изобретения и как схематически показано на фиг. 2, катод 10 включает в себя электропроводящую подложку 12, первый слой 14, покрывающий по меньшей мере часть электропроводящей подложки 12, содержащий композицию предварительной обработки, содержащую металл группы IIIB и/или группы IVB, а также второй слой 16, покрывающий по меньшей мере часть первого слоя 14, причем второй слой 16 содержит композицию покрытия, содержащую литийсодержащее соединение.
Электропроводящая подложка 12, подлежащая обработке в соответствии со способами по настоящему изобретению, может сначала быть очищена для удаления жира, грязи или других посторонних веществ. Часто это делается с помощью умеренно или сильно щелочных очистителей, таких как коммерчески доступные и традиционно применяемые в процессах предварительной обработки металлов. Примеры щелочных очистителей, подходящих для использования в настоящем изобретении, включают Chemkleen 163, Chemkleen 177, Chemkleen 490МХ, Chemkleen 2010LP/Chemkleen 181ALP, каждый из которых коммерчески доступен от PPG Industries, Inc. Применение таких очистителей часто сопровождается и/или предваряется водной промывкой.
В некоторых вариантах осуществления электропроводящая подложка 12, подлежащая обработке в соответствии со способами настоящего изобретения, может сначала быть промыта раствором фторида для травления ее поверхности. Используемый в настоящем документе термин «травление» относится к композиции, которая при контакте с подложкой активирует поверхность для лучшей реакции на последующих стадиях нанесения покрытия, в том числе, например, на стадии предварительной обработки. В некоторых вариантах осуществления стадия промывки подложки фторидным раствором может удалять оксидные слои и/или увеличивать площадь поверхности подложки, и в случае алюминиевой фольги может удалять менее реакционноспособные поверхностные слои оксида алюминия, оставляя открытой более реакционноспособную алюминиевую
поверхность, благодаря чему улучшается осаждение покрытия предварительной обработки.
Как было указано выше, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способам обработки электропроводящей подложки 12, которые включают в себя контактирование электропроводящей подложки с композицией для предварительной обработки, содержащей металл группы IIIB и/или IVB. В вариантах осуществления металл группы IIIB и/или группы IVB осаждается на электропроводящей подложке. Часто композиция предварительной обработки содержит носитель, часто водную среду, так что композиция находится в виде раствора или дисперсии соединения металла группы IIIB или IVB в носителе. В этих вариантах осуществления данный раствор или дисперсия могут приводиться в контакт с подложкой любым из множества известных способов, таких как окунание или погружение, распыление, периодическое распыление, окунание с последующим распылением, распыление с последующим окунанием, нанесение кистью или покрывание валиком. В некоторых вариантах осуществления температура раствора или дисперсии при нанесении на электропроводящую подложку находится в диапазоне 60-150°F (15-65°C). Время контакта часто находится в диапазоне от 10 с до 5 мин, как, например, от 30 с до 2 мин.
Используемый в настоящем документе термин «композиция для предварительной обработки» относится к композиции, которая при контакте с электропроводящей подложкой вступает в реакцию и химически изменяет поверхность подложки и связывается с ней с образованием защитного слоя.
Используемый в настоящем документе термин «металл группы IIIB и/или IVB» относится к элементу, который находится в группе IIIB или группе IVB периодической системы элементов CAS, как показано, например, в «Handbook of Chemistry and Physics», 63-е издание (1983). Там, где это применимо, эти металлы могут быть использованы сами по себе. В некоторых вариантах осуществления может использоваться соединение металла группы IIIB и/или IVB. Используемый в настоящем документе термин «соединение металла группы IIIB и/или IVB» относится к соединениям, которые включают по меньшей мере один элемент, который находится в группе IIIB или группе IVB периодической системы элементов CAS.
В некоторых вариантах осуществления соединение металла группы IIIB и/или группы IVB, используемое в композиции предварительной обработки, может быть соединением циркония, титана, гафния, иттрия, церия, празеодимия, или их смесью. Подходящие соединения циркония включают, без ограничения, гексафторциркониевую кислоту, ее соли щелочных металлов и аммония, аммоний-цирконий-карбонат, цирконилнитрат, карбоксилаты циркония и гидроксикарбоксилаты циркония, такие как гидрофторциркониевая кислота, ацетат циркония, оксалат циркония, гликолят циркония-аммония, лактат циркония-аммония, цитрат циркония-аммония и их смеси. Подходящие соединения титана включают, без ограничения, фтортитановую кислоту и ее соли. Подходящее соединение гафния включает, без ограничения, нитрат гафния. Подходящее соединение иттрия включает, без ограничения, нитрат иттрия. Подходящее соединение церия включает, без ограничения, нитрат церия. Подходящее соединение празеодимия включает, без ограничения, нитрат празеодимия.
В некоторых вариантах осуществления соединение металла группы IIIB и/или IVB присутствует в композиции для предварительной обработки в количестве по меньшей мере 20 ч/млн металла, например по меньшей мере 50 ч/млн металла, или в некоторых случаях по меньшей мере 180 ч/млн металла (в расчете на элементарный металл). В некоторых вариантах осуществления соединение металла группы IIIB и/или IVB присутствует в композиции предварительной обработки в количестве не более 5000 ч/млн металла, например не более 1000 ч/млн металла или в некоторых случаях не более 300 ч/млн металла (в расчете на элементарный металл). Количество металла группы IIIB и/или IVB в композиции для предварительной обработки может варьироваться в диапазоне любого сочетания указанных значений, включая сами указанные значения.
В некоторых вариантах осуществления композиция для предварительной обработки также содержит электроположительный металл. Используемый в настоящем документе термин «электроположительный металл» относится к металлам, которые являются более электроположительными, чем металл подложки. Это означает, что для целей настоящего изобретения термин «электроположительный металл» охватывает металлы, которые являются менее легко окисляемыми, чем металл металлической подложки, который подвергается обработке. Как будет понятно специалисту в данной области техники, способность металла к окислению называется окислительным потенциалом, выраженным в вольтах и измеряемым относительно стандартного водородного электрода, окислительный потенциал которого принят равным нулю. Окислительный потенциал нескольких элементов приведен в таблице ниже. Элемент окисляется труднее, чем другой элемент, если он имеет величину потенциала Е* в следующей таблице больше, чем у сравниваемого элемента.
Figure 00000001
Figure 00000002
Таким образом, очевидно, что когда подложка 12 катода содержит один из перечисленных выше материалов, таких как алюминий, подходящие для включения в композицию для предварительной обработки электроположительные металлы включают, например, олово, индий, галлий, кобальт, никель, медь, серебро и золото, а также их смеси.
В некоторых вариантах осуществления источником электроположительного металла в композиции для предварительной обработки является водорастворимая соль металла. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водорастворимой солью металла является водорастворимое соединение меди. Специфические примеры водорастворимых соединений меди, которые подходят для использования в настоящем изобретении, включают, без ограничения, цианид меди, цианид меди-калия, сульфат меди, нитрат меди, пирофосфат меди, тиоцианат меди, тетрагидрат этилендиаминтетраацетата меди-динатрия, бромид меди, оксид меди, гидроксид меди, хлорид меди, фторид меди, глюконат меди, цитрат меди, лауроилсаркозинат меди, формиат меди, ацетат меди, пропионат меди, бутират меди, лактат меди, оксалат меди, фитат меди, тартрат меди, малат меди, сукцинат меди, малонат меди, малеат меди, бензоат меди, салицилат меди, аспартат меди, глутамат меди, фумарат меди, глицерофосфат меди, хлорофиллин меди-натрия, фторосиликат меди, фторборат меди и иодат меди, а также медные соли карбоновых кислот в гомологической серии от муравьиной кислоты до декановой кислоты, медные соли многоосновных кислот в серии от щавелевой до субериновой кислоты и медные соли гидроксикарбоновых кислот, включая гликолевую, молочную, винную, яблочную и лимонную кислоты.
Когда ионы меди, поступающие из такого водорастворимого соединения меди, осаждаются в качестве примеси в виде сульфата меди, оксида меди и т.д., может предпочтительно добавляться комплексообразователь, который подавляет осаждение ионов меди, тем самым стабилизируя их в растворе в виде комплексного соединения меди.
В некоторых вариантах осуществления соединение меди добавляют в виде комплексной соли меди, такой как K3Cu(CN)4 или Cu-ЭДТА, которая сама по себе может устойчиво присутствовать в композиции, но также возможно образование комплекса меди, который может устойчиво присутствовать в композиции за счет смешивания комплексообразователя с соединением, которое само по себе трудно растворимо. Примеры этого включают комплексное соединение цианида меди, образованное смешиванием CuCN и KCN или смешиванием CuSCN и KSCN или KCN, и комплексное соединение Cu-ЭДТА, образованное смешиванием CuSO4 и ЭДТА⋅2Na.
Что касается комплексообразователя, может применяться соединение, которое может образовывать с ионами меди комплексное соединение; примеры включают неорганические соединения, такие как цианидные соединения и тиоцианатные соединения и поликарбоновые кислоты, и их специфические примеры включают этилендиаминтетрауксусную кислоту, соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, такие как дигидрат дигидроэтилендиаминтетраацетата динатрия, аминокарбоновые кислоты, такие как нитрилотриуксусная кислота и иминодиуксусная кислота, оксикарбоновые кислоты, такие как лимонная кислота и винная кислота, янтарную кислоту, щавелевую кислоту, этилендиаминтетраметиленфосфоновую кислоту и глицин.
В некоторых вариантах осуществления электроположительный металл, такой как медь, включают в композицию предварительной обработки в количестве по меньшей мере 2 ч/млн, как например, по меньшей мере 60 ч/млн, или в некоторых случаях по меньшей мере 60 ч/млн суммарного металла (в расчете на элементарный металл). В некоторых вариантах осуществления электроположительный металл включают в такие композиции предварительной обработки в количестве не более 200 ч/млн, например не более 100 ч/млн или в некоторых случаях не более 80 ч/млн суммарного металла (в расчете на элементарный металл). Количество электроположительного металла в композиции для предварительной обработки может варьироваться в диапазоне любых сочетаний указанных значений, включая сами указанные значения.
Композиции для предварительной обработки по настоящему изобретению также содержат свободный фторид. Как будет понятно, источник свободного фторида в композициях для предварительной обработки по настоящему изобретению может меняться. Например, в некоторых случаях свободный фторид может происходить из соединения металла группы IIIB и/или IVB, используемого в композиции для предварительной обработки, как, например, в случае с гексафторциркониевой кислотой. Поскольку металл группы IIIB и/или IVB осаждается на металлической подложке в ходе процесса предварительной обработки, фтор в гексафторциркониевой кислоте станет свободным фторидом, и, как будет понятно, содержание свободного фторида в композиции для предварительной обработки в случае отсутствия контроля будет со временем увеличиваться при обработке металла композицией для предварительной обработки по настоящему изобретению.
Кроме того, источник свободного фторида в композициях для предварительной обработки по настоящему изобретению может включать соединение, отличное от соединения металла группы IIIB и/или IVB. Неограничивающие примеры таких источников включают HF, NH4F, NH4HF2, NaF и NaHF2. Могут использоваться фториды или бифториды аммония, фосфония, металлов группы IA, металлов группы IIA, металлов группы IIIA, или их комбинация.
Используемый в настоящем документе термин «свободный фторид» относится к отдельному иону фтора, и его концентрация в композициях для предварительной обработки по настоящему изобретению может быть определена с помощью измерительного прибора с фторидселективным электродом.
В некоторых вариантах осуществления свободный фторид включают в композицию для предварительной обработки в количестве по меньшей мере 2 ч/млн, например по меньшей мере 25 ч/млн, или в некоторых случаях по меньшей мере 250 ч/млн суммарного металла (в расчете на элементарный металл). В некоторых вариантах осуществления электроположительный металл включают в такие композиции для предварительной обработки в количестве не более 1000 ч/млн, например не более 500 ч/млн или в некоторых случаях не более 100 ч/млн суммарного металла (в расчете на элементарный металл). Количество электроположительного металла в композиции для предварительной обработки может варьироваться в диапазоне любых сочетаний указанных значений, включая сами указанные значения.
В некоторых вариантах осуществления рН композиции для предварительной обработки варьируется в диапазоне от 2 до 6, как, например, от 4,5 до 5,5. Величину рН композиции для предварительной обработки можно регулировать по мере необходимости с помощью, например, любой кислоты или основания. В некоторых вариантах осуществления рН раствора поддерживается за счет включения основного вещества, в том числе водорастворимых и/или диспергируемых в воде оснований, таких как гидроксид натрия, карбонат натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония, аммиак и/или амины, такие как триэтиламин, метилэтиламин или их смеси.
В некоторых вариантах осуществления композиция для предварительной обработки содержит смоляное связующее. Подходящие смолы включают продукты реакции одного или более алканоламинов и эпоксифункционального вещества, содержащего по меньшей мере две эпоксигруппы, такого как описанные в патенте США №5,653,823. В некоторых случаях такие смолы содержат бета-гидроксисложноэфирные, имидные или сульфидные функциональные группы, включенные с использованием диметилолпропионовой кислоты, фталимида или меркаптоглицерина как дополнительных реагентов при приготовлении смолы. В качестве альтернативы продукт реакции представляет собой продукт реакции диглицидилового эфира бисфенола А (коммерчески доступного от Shell Chemical Company как EPON 880), диметилолпропионовой кислоты и диэтаноламина в молярном соотношении (0,6-5,0):(0,05-5,5):1. Другие подходящие смоляные связующие включают водорастворимые и диспергируемые в воде полиакриловые кислоты, как описано в патентах США №№3,912,548 и 5,328,525; фенолформальдегидные смолы, как описано в патенте США №5,662,746; водорастворимые полиамиды, как описано в WO 95/33869; сополимеры малеиновой или акриловой кислоты с простым аллиловым эфиром, как описано в канадской патентной заявке СА 2,087,352, и водорастворимые и диспергируемые смолы, включая эпоксидные смолы, аминопласты, фенолформальдегидные смолы, танины и поливинилфенолы, как описано в патенте США №5,449,415. Другие подходящие смоляные связующие включают проводящие или полупроводящие связующие, в том числе полиацетилен, полифениленвинилен, полипиррол, политиофен, полифениленсульфид, полифлуорен, полипирен, полиазулен, полинафталин, поликарбазол, полииндол, полиазепин и/или полианилин, или смоляные связующие, которые содержат электропроводящую добавку, как, например, электропроводящие частицы, такие как электропроводящие частицы углерода, включающие, без ограничения, электропроводящую сажу, углеродные нанотрубки, графены, углеродные волокна, фуллерены и тому подобное, электропроводящий диоксид кремния, порошки металлов, включая алюминий, медь или специальную сталь, дисульфид молибдена, оксид железа, черный оксид железа, допированный сурьмой диоксид титана и допированный никелем диоксид титана, и частицы оксида алюминия, алюминий, сложный ароматический полиэфир, нитрид бора, хром, графит, железо, молибден, неодим/железо/бор, самарий-кобальт, карбид кремния, нержавеющая сталь, диборид титана, вольфрам, карбид вольфрама, диоксид циркония, керамические микросферы, рубленое стекловолокно, порошок и чешуйки графита, нитрид бора, чешуйки слюды, порошок и чешуйки меди, никелевый порошок и чешуйки никеля, покрытые такими металлами, как кобальт, медь, никель, железо, олово, цинк, палладий, кремний, серебро, титан, и их сочетания.
В этих вариантах осуществления настоящего изобретения смоляное связующее присутствует в композиции для предварительной обработки в количестве от 0,005 до 30% масс., например от 0,5 до 3% масс. в расчете на общую массу компонентов в композиции.
Однако, в других вариантах осуществления композиция для предварительной обработки по существу не содержит или в некоторых случаях полностью не содержит какого-либо смоляного связующего. Используемый в настоящем документе термин «по существу не содержит», когда он применяется по отношению к отсутствию смоляного связующего в композиции предварительной обработки, означает, что любое смоляное связующее присутствует в композиции предварительной обработки в количестве менее 0,005% масс. Используемый в настоящем документе термин «полностью не содержит» означает, что в композиции предварительной обработки смоляное связующее отсутствует полностью.
Композиция для предварительной обработки может необязательно содержать другие вещества, такие как неионогенные поверхностно-активные вещества и вспомогательные компоненты, обычно используемые в практике для осуществления предварительной обработки. В водной среде могут присутствовать диспергируемые в воде органические растворители, например спирты, имеющие приблизительно до 8 атомов углерода, такие как метанол, изопропанол и т.п.; или простые гликолевые эфиры, такие как простые моноалкиловые эфиры этиленгликоля, диэтиленгликоля или пропиленгликоля и т.п., первичные амины, содержащие до примерно 8 атомов углерода, такие как пропиламин и бутиламин, вторичные или третичные амины, такие как триэтиламин и диизопропилэтиламин, алканоламины, такие как диизопропилэтаноламин, полиамины, такие как джефамины (Jeffamines), ароматические/циклические амины, такие как пиридины и пирролидины, или сульфонамиды. В случае их присутствия диспергируемые в воде органические растворители обычно используются в количествах до примерно 10 об. % по отношению к общему объему водной среды.
Другие необязательные вещества включают поверхностно-активные вещества, которые функционируют как противовспенивающие вещества или вещества, смачивающие подложку.
В некоторых вариантах осуществления композиция для предварительной обработки также содержит ускоритель реакции, такой как нитрит-ионы, нитрат-ионы, содержащие нитрогруппу соединения, сульфат гидроксиламина, персульфат-ионы, сульфит-ионы, гипосульфит-ионы, пероксиды, ионы железа(III), железистые соединения лимонной кислоты, молибдат-ионы, бромат-ионы, перхлорат-ионы, хлорат-ионы, хлорит-ионы, а также аскорбиновая кислота, лимонная кислота, винная кислота, малоновая кислота, янтарная кислота и их соли. Конкретные примеры подходящих веществ и их содержания описаны в публикации патентной заявки США №2004/0163736, абзацы [0032]-[0041], процитированная часть которых включена в настоящее описание посредством ссылки.
В некоторых вариантах осуществления композиция для предварительной обработки также содержит наполнитель, такой как кремнеземный наполнитель. Неограничивающие примеры подходящих наполнителей включают диоксид кремния, слюду, монтмориллонит, каолинит, асбест, тальк, диатомовую землю, вермикулит, природные и синтетические цеолиты, цемент, силикат кальция, силикат алюминия, силикат алюминия натрия, полисиликат алюминия, гели диоксида кремния-оксида алюминия и стеклянные частицы. В дополнение к кремнеземным наполнителям также могут использоваться другие тонкодисперсные частицы по существу нерастворимых в воде наполнителей. Примеры таких дополнительных наполнителей включают газовую сажу, древесный уголь, графит, оксид титана, оксид железа, оксид меди, оксид цинка, оксид сурьмы, диоксид циркония, оксид магния, оксид алюминия, дисульфид молибдена, сульфид цинка, сульфат бария, сульфат стронция, карбонат кальция и карбонат магния. В некоторых других вариантах осуществления композиция для предварительной обработки также может содержать электропроводящий наполнитель или наполнитель, который содержит электропроводящую добавку, такую как описанные выше электропроводящие частицы.
В некоторых вариантах осуществления композиция для предварительной обработки содержит фосфат-ионы. В некоторых вариантах осуществления фосфат-ионы присутствуют в количестве 10-500 ч/млн фосфат-иона, например 25-200 ч/млн фосфат-иона. Приводимые в качестве примера источники фосфат-иона включают Н3РО4, NaH2PO4, и/или (NH4)H2PO4. Однако, в некоторых вариантах осуществления композиция для предварительной обработки по настоящему изобретению по существу или в некоторых случаях полностью не содержит фосфат-ионов. Используемый в настоящем документе термин «по существу не содержит», когда он применяется по отношению к отсутствию фосфат-ионов в композиции для предварительной обработки, означает, что фосфат-ионы присутствует в композиции в количестве менее 10 ч/млн. Используемый в настоящем документе термин «полностью не содержит», когда он применяется по отношению к отсутствию фосфат-ионов, означает, что в композиции фосфат-ионы отсутствуют полностью.
В некоторых вариантах осуществления композиция для предварительной обработки по существу или в некоторых случаях полностью не содержит хромата и/или фосфата тяжелого метала, например фосфата цинка. Используемый в настоящем документе термин «по существу не содержит», когда он применяется по отношению к отсутствию хромата и/или фосфата тяжелого метала в композиции для предварительной обработки, означает, что эти вещества не содержатся в композиции в такой степени, в которой они оказывают нагрузку на окружающую среду. Таким образом, они по существу не используются, и образование шлама, такого как фосфат цинка, формирующегося при использовании агента для обработки на основе фосфата цинка, исключается. Используемый в настоящем документе термин «полностью не содержит», когда он применяется по отношению к отсутствию фосфата и/или хромата тяжелого металла, означает, что в композиции фосфат и/или хромат тяжелого металла отсутствует полностью.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления композиция предварительной обработки по существу не содержит или, в некоторых случаях, полностью не содержит каких-либо органических веществ. Используемый в настоящем документе термин «по существу не содержит», когда он применяется по отношению к отсутствию органических веществ в композиции, означает, что любые органические вещества (если они имеются) присутствуют в композиции в виде несущественной примеси. Иными словами, присутствие какого-либо органического вещества не влияет на свойства композиции. Используемый в настоящем документе термин «полностью не содержит», когда он применяется по отношению к отсутствию органического вещества, означает, что в композиции органическое вещество отсутствует полностью.
В некоторых вариантах осуществления пленочное покрытие остатка покрывающей композиции для предварительной обработки обычно варьируется в диапазоне от 2 до 400 миллиграммов на квадратный метр (мг/м2), например от 5 до 150 мг/м2. Толщина покрытия предварительной обработки может меняться, но обычно оно очень тонкое, часто толщиной менее 5-500 нм, например 10-120 нм.
После контакта с раствором для предварительной обработки подложка может быть промыта водой и высушена.
В некоторых вариантах осуществления способов по настоящему изобретению после контакта электропроводящей подложки с композицией для предварительной обработки она затем вступает в контакт с композицией покрытия, содержащей литийсодержащее соединение. Любой подходящий способ может использоваться для приведения в контакт электропроводящей подложки с такой композицией покрытия, в том числе, например, плоскощелевое фильерное покрытие, нанесение покрытия ножевым устройством, нанесение реверсивным валиком, нанесение прямым валиком, нанесение покрытия гравированным цилиндром, нанесение экструзией, погружение, нанесение кистью, окунание, обливание, распыление, электроосаждение и тому подобное, для осаждения литийсодержащего соединения на по меньшей мере части предварительно обработанной электропроводящей подложки.
Как было указано выше, в некоторых вариантах осуществления электропроводящая подложка приводится в контакт с композицией покрытия, содержащей литийсодержащее соединение.
Используемый в настоящем документе термин «литийсодержащее соединение», когда он применяется в связи с литий-ионными батареями, означает любой известный тип литийсодержащего соединения, обычно используемого в покрытиях электродов литий-ионных батарей. Примерами литийсодержащих соединений, используемых в композиции покрытия, могут быть LiCoO2, LiNiO2, LiFePO4, LiCoPO4, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiMnCo)O2, Li(NiCoAl)O2, покрытый углеродом LiFePO4, или их смеси.
В некоторых вариантах осуществления литийсодержащее соединение может присутствовать в композиции покрытия в количестве по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., например по меньшей мере 85% масс., или в некоторых случаях по меньшей мере 90% масс., исходя из общей массы твердых веществ в композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия также содержит электропроводящие частицы, такие как электропроводящие частицы углерода, включающие, без ограничения, электропроводящую сажу, углеродные нанотрубки, графены, углеродные волокна, фуллерены и тому подобное, электропроводящий диоксид кремния, порошки металлов, включая алюминий, медь или специальную сталь, дисульфид молибдена, оксид железа, черный оксид железа, допированный сурьмой диоксид титана и допированный никелем диоксид титана, и частицы оксида алюминия, алюминий, сложный ароматический полиэфир, нитрид бора, хром, графит, железо, молибден, неодим/железо/бор, самарий-кобальт, карбид кремния, нержавеющая сталь, диборид титана, вольфрам, карбид вольфрама, диоксид циркония, керамические микросферы, рубленое стекловолокно, порошок и чешуйки графита, нитрид бора, чешуйки слюды, порошок и чешуйки меди, никелевый порошок и чешуйки никеля, покрытые такими металлами, как кобальт, медь, никель, железо, олово, цинк, палладий, кремний, серебро, титан, и их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления электропроводящие частицы могут иметь средний размер частиц, до их включения в композицию покрытия, менее 300 нм, например от 1 до 200 нм, от 10 до 100 нм, или в некоторых случаях от 30 до 50 нм.
В некоторых вариантах осуществления электропроводящие частицы могут присутствовать в композиции в таком количестве, что относительное массовое отношение литийсодержащего соединения к электропроводящим частицам в композиции составляет по меньшей мере 3:1, по меньшей мере 4:1, по меньшей мере 5:1, по меньшей мере 8:1, по меньшей мере 10:1, или в некоторых случаях по меньшей мере 15:1.
В некоторых вариантах осуществления такие электропроводящие частицы могут присутствовать в количестве не более 20 % масс., не более 10% масс., как, например, 1-10% масс., или 1-5% масс., исходя из общей массы твердых веществ в композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия содержит связующее. Подходящие связующие включают поливинилидендифторид (PVDF), натрийкарбоксиметилцеллюлозу, поливиниловый спирт, стирол-бутадиеновый каучук, политетрафторэтилен, акрилонитрил-бутадиеновый каучук, тройной этиленпропиленовый каучук с диеновым мономером, полиуретан, полиакрилат, полиакриловую кислоту, поливинилэфир, полиимид, в том числе их сополимеры и смеси. В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия может содержать проводящее или полупроводящее связующее, в том числе полиацетилен, полифениленвинилен, полипиррол, политиофен, полифениленсульфид, полифлуорен, полипирен, полиазулен, полинафталин, поликарбазол, полииндол, полиазепин и/или полианилин.
В некоторых вариантах осуществления связующее может присутствовать в количестве не более 20% масс., не более 10% масс., как, например, 1-10% масс., или 1-5% масс., исходя из общей массы твердых веществ в композиции покрытия. В некоторых вариантах осуществления связующее может присутствовать в композиции покрытия в количестве массовых процентов, равном количеству массовых процентов электропроводящих частиц.
В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия необязательно может содержать другие материалы, такие как ингибиторы коррозии, антиоксиданты, регуляторы текучести и поверхностно-активные вещества, обычно используемые в области нанесения покрытий.
В некоторых вариантах осуществления после контактирования электропроводящей подложки с композицией покрытия, содержащей литийсодержащее соединение, покрытие часто нагревают для отверждения нанесенной композиции. Любой подходящий способ может использоваться для нагревания или отверждения нанесенной композиции покрытия, в том числе, например, сушка теплым воздухом, сушка горячим воздухом, сушка воздухом с низкой влажностью, вакуумная сушка, сушка инфракрасным нагревом, сушка длинноволновыми инфракрасными лучами и сушка потоком электронов. Операцию нагрева или отверждения часто выполняют при температуре в диапазоне от температуры окружающей среды до 250°C, как, например, от 120°C до 190°C в течение промежутка времени в диапазоне от 1 до 60 мин. В некоторых вариантах осуществления толщина получаемой пленки составляет от 40 до 150 мкм, например 80-90 мкм.
Как следует из предшествующего описания, настоящее изобретение касается композиций, предназначенных для обработки электропроводящей подложки. В некоторых вариантах осуществления эти композиции содержат металл группы IIIB и/или IVB. В некоторых вариантах осуществления композиция по существу не содержит фосфата тяжелого металла, такого как фосфат цинка, и хромата.
В других аспектах настоящее изобретение относится к композиции для обработки электропроводящей подложки, которая содержит металл группы IIIB и/или IVB. Эти композиции по настоящему изобретению по существу не содержат от фосфат-ионов и хроматов.
Изобретение проиллюстрировано следующими ниже примерами, которые не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения своими частными деталями. Все части и процентные содержания в примерах, а также по всему описанию являются массовыми, если не указано иное.
Примеры
Пример 1
1 г связующего Kynar® HSV900 PVDF (коммерчески доступного от Arkema Inc., King of Prussia, Пенсильвания) и 25,5 г растворителя н-метил-2-пирролидона (коммерчески доступного от International Specialty Products, Inc., Wayne, Нью-Джерси) помещали в 100 мл смесительный контейнер DAC (FlackTek, Inc., Landrum, Южная Каролина) и перемешивали до полного растворения полимера PVDF. После этого в контейнер добавляли 1 г электропроводящей сажи C-Nergy™ Super С65 (коммерчески доступна от Timcal) и 18 г диоксида лития-никеля-кобальта-марганца ТХ10 (коммерчески доступен от Umicore). После завинчивания крышки контейнер помещали в Speedmixer DAC 600 FVZ (FlackTek, Inc.) и перемешивали при 2350 об/мин в течение 5 мин. Полученную в результате суспензию для катода литий-ионного аккумулятора далее наносили на очищенную этанолом алюминиевую фольгу (коммерчески доступную от Targray Technology International Inc., Rancho Dominguez, Калифорния) с помощью ножевого устройства, установленного с зазором 400 мкм, и автоматического стола для нанесения покрытия (MTI Corporation, Richmond, Калифорния). Покрытие после этого сушили при 120°C в течение 20 мин. Фольгу с покрытием пропускали через календарную печатную машину, установленную с зазором 0,030 мм, сжимающую покрытие от 93 до 65 мкм толщины.
Данный образец с нанесенным покрытием испытывали на прочность на отслаивание под углом 180° с помощью тензиометра Instron и способа, очень похожего на ASTM D903-98, «Standard Test Method for Peel or Stripping Strength of Adhesive Bonds», за исключением того, что использовали скорость вытягивания 2 дюйма в минуту (5 см/мин) и не использовали дальнейшее кондиционирование образца.
Среднее максимальное усилие отслаивания или прочность на отслаивание, в ньютонах, для данного образца с покрытием показана в таблице 1 ниже.
Пример 2
Ванну А получали, используя 30,0 г Chemfos AFL (жидкая добавка свободного фторида, коммерчески доступная от PPG Industries, Inc., Euclid, Огайо) и 11,4 л деионизированной воды. Значение рН ванны А было 3,6, и содержание свободного фторида составляло 220 ч/млн.
Ванну В получали, используя 11,4 л деионизированной воды, 10,0 г фторциркониевой кислоты (45% масс. в воде), и 8,4 г Chemfos AFL (PPG Industries). Значение рН доводили до 4,5 с помощью Chemfil Buffer (щелочного вещества, коммерчески доступного от PPG Industries, Inc.). Содержание циркония составляло 180 ч/млн, и содержание свободного фторида составляло 100 ч/млн в ванне В.
Очищенную этанолом алюминиевую фольгу закрепляли в алюминиевой подвеске четырьмя зажимами из нержавеющей стали. Фольгу погружали в кислую фторидную травильную ванну (ванна А) на 2 мин при 70°F (21,1°C). После этого фольгу немедленно помещали в ванну, содержащую цирконий и фторид (ванна В) на 2 мин при 80°F (26,7°C). Предварительно обработанную фольгу далее промывали деионизированной водой в течение 30 с и сушили горячим воздухом (130°F/54,4°C).
Далее на предварительно обработанную фольгу наносили покрытие и испытывали, как описано в примере 1. Среднее максимальное усилие отслаивания или прочность на отслаивание, в ньютонах, для данного предварительно обработанного образца с покрытием показана в таблице 1 ниже.
Пример 3
Ванну А получали, как описано в примере 2.
Ванну В получали, как описано в примере 2, за исключением того, что в ванну В добавляли 12,0 г раствора нитрата меди (2,0% масс. в деионизированной воде). В ванне В содержание циркония составляло 180 ч/млн, содержание свободного фторида было 100 ч/млн, и содержание меди было 20,0 ч/млн.
Фольгу после этого предварительно обрабатывали, наносили покрытие и испытывали, как описано в примере 2.
Среднее максимальное усилие отслаивания или прочность на отслаивание, в ньютонах, для данного предварительно обработанного образца с покрытием показана в таблице 1 ниже.
Пример 4
Ванну А получали, как описано в примере 2.
Ванну В получали, как описано в примере 2, за исключением того, что в ванну В добавляли 24,0 г раствора нитрата меди (2,0% масс. в деионизированной воде). В ванне В содержание циркония составляло 180 ч/млн, содержание свободного фторида было 100 ч/млн, и содержание меди было 40,0 ч/млн.
Фольгу после этого предварительно обрабатывали, наносили покрытие и испытывали, как описано в примере 2.
Среднее максимальное усилие отслаивания или прочность на отслаивание в ньютонах для данного предварительно обработанного образца с покрытием показана в таблице 1 ниже.
Пример 5
Ванну А получали, как описано в примере 2.
Ванну В получали, как описано в примере 2, за исключением того, что в ванну В добавляли 36,0 г раствора нитрата меди (2,0% масс. в деионизированной воде). В ванне В содержание циркония составляло 180 ч/млн, содержание свободного фторида было 100 ч/млн, и содержание меди было 60,0 ч/млн.
Фольгу после этого предварительно обрабатывали, наносили покрытие и испытывали, как описано в примере 2.
Среднее максимальное усилие отслаивания или прочность на отслаивание, в ньютонах, для данного предварительно обработанного образца с покрытием показана в таблице 1 ниже.
Пример 6
Ванну А получали, как описано в примере 2.
Очищенную этанолом алюминиевую фольгу закрепляли в алюминиевой подвеске четырьмя зажимами из нержавеющей стали. Фольгу погружали в кислую фторидную травильную ванну (ванна А) на 2 мин при 70°F (21,1°C). Протравленную фторидом фольгу далее промывали деионизированной водой в течение 30 с, сушили горячим воздухом (130°F/54,4°C) и далее наносили покрытие и испытывали, как описано в примере 1.
Среднее максимальное усилие отслаивания или прочность на отслаивание, в ньютонах, для данного предварительно обработанного образца с покрытием показана в таблице 1 ниже.
Figure 00000003
Приведенные выше примеры 2-5 с предварительной обработкой проявляют существенно более высокое среднее максимальное усилие отслаивания, демонстрируя значительное улучшение адгезии покрытия, например более 10%, как, например, более 25% или 30%, или более 40% или 50%.
Специалистам в данной области техники будет ясно, что описанные выше варианты осуществления могут быть изменены, не отходя от сути изобретения во всей его широте. Само собой разумеется, что данное изобретение не ограничивается только раскрытыми здесь конкретными вариантами осуществления, но, как предполагается, охватывает и модификации, соответствующие сущности и объему изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

Claims (31)

1. Катод для литий-ионной батареи, включающий:
- электропроводящую подложку;
- пленку, покрывающую по меньшей мере часть электропроводящей подложки, содержащую композицию предварительной обработки, содержащую металл группы IIIB и/или группы IVB, а также электроположительный металл, где указанная композиция предварительной обработки при контакте с электропроводящей подложкой вступает в реакцию и химически изменяет поверхность подложки и связывается с ней с образованием защитного слоя; и
- слой, покрывающий по меньшей мере часть указанной пленки, причем этот слой содержит композицию покрытия, включающую литийсодержащее соединение.
2. Катод по п. 1, в котором металл группы IIIB и/или группы IVB включает цирконий.
3. Катод по п. 1, в котором металл группы IIIB и/или группы IVB присутствует в композиции предварительной обработки в количестве по меньшей мере 20 ч./млн металла.
4. Катод по п. 1, в котором количество электроположительного металла составляет по меньшей мере 2 ч/млн металла.
5. Катод по п. 4, в котором электроположительный металл включает олово, индий, галлий, кобальт, никель, медь, серебро, золото, или их комбинацию.
6. Катод по п. 1, в котором композиция предварительной обработки дополнительно содержит источник свободного фторида в количестве по меньшей мере 2 ч./млн.
7. Катод по п. 6, в котором источник свободного фторида содержит фториды или бифториды аммония, фосфония, металлов группы IA, металлов группы IIA, металлов группы IIIA, или их комбинацию.
8. Катод по п. 1, в котором литийсодержащее соединение содержит диоксид лития-никеля-кобальта-марганца, фосфат лития-железа, фосфат лития-железа с углеродным покрытием, или их комбинацию.
9. Катод по п. 1, в котором литийсодержащее соединение составляет 80-90 мас.%, исходя из общей массы покрытия, и в котором композиция покрытия дополнительно включает в себя электропроводящий агент, составляющий 5-10 мас.%, и связующее, составляющее 5-10 мас.%, исходя из общей массы покрытия.
10. Катод по п. 1, где катод имеет прочность на отслаивание под углом 180° более 1,5 Н.
11. Катод по п. 1, в котором пленка имеет толщину от 5 до 500 нм.
12. Катод по п. 1, где катод содержит алюминий.
13. Батарея, содержащая:
- катод, содержащий:
электропроводящую подложку;
пленку, покрывающую по меньшей мере часть электропроводящей подложки, содержащую композицию предварительной обработки, содержащую металл группы IIIB и/или группы IVB, а также электроположительный металл, где указанная композиция предварительной обработки при контакте с электропроводящей подложкой вступает в реакцию и химически изменяет поверхность подложки и связывается с ней с образованием защитного слоя; и
слой, покрывающий по меньшей мере часть указанной пленки, причем этот слой содержит композицию покрытия, включающую литийсодержащее соединение;
- анод;
- разделитель между анодом и катодом; и
- электролит, контактирующий с анодом и катодом.
14. Батарея по п. 13, в которой металл группы IIIB и/или группы IVB включает цирконий.
15. Батарея по п. 13, в которой композиция предварительной обработки дополнительно содержит источник свободного фторида.
16. Батарея по п. 13, в которой литийсодержащее соединение составляет 80-90 мас.%, исходя из общей массы покрытия, и в которой композиция покрытия дополнительно включает в себя электропроводящий агент, составляющий 5-10 мас.%, и связующее, составляющее 5-10% масс., исходя из общей массы покрытия.
17. Батарея по п. 13, в которой электропроводящая подложка содержит алюминий.
18. Способ обработки катода батареи, включающий:
- контактирование электропроводящей подложки катода батареи с композицией для предварительной обработки, содержащей металл группы IIIB и/или группы IVB, а также электроположительный металл, где указанная композиция предварительной обработки при контакте с электропроводящей подложкой вступает в реакцию и химически изменяет поверхность подложки и связывается с ней с образованием защитного слоя; и
- нанесение композиции покрытия, содержащей литийсодержащее соединение, на по меньшей мере часть предварительно обработанной электропроводящей подложки.
19. Способ по п. 18, дополнительно включающий контактирование электропроводящей подложки с раствором фторида перед контактированием электропроводящей подложки с композицией предварительной обработки.
RU2015144166A 2013-03-15 2014-03-07 Композиции для предварительной обработки, а также способы нанесения покрытия на электрод батареи RU2620258C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/832,074 US9273399B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Pretreatment compositions and methods for coating a battery electrode
US13/832,074 2013-03-15
PCT/US2014/022005 WO2014150050A1 (en) 2013-03-15 2014-03-07 Pretreatment compositions and methods for coating a battery electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015144166A RU2015144166A (ru) 2017-04-24
RU2620258C2 true RU2620258C2 (ru) 2017-05-24

Family

ID=50391477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015144166A RU2620258C2 (ru) 2013-03-15 2014-03-07 Композиции для предварительной обработки, а также способы нанесения покрытия на электрод батареи

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9273399B2 (ru)
EP (1) EP2971235B1 (ru)
KR (1) KR101735985B1 (ru)
CN (1) CN105247101B (ru)
AU (1) AU2014237576B2 (ru)
BR (1) BR112015023240B1 (ru)
CA (1) CA2904439C (ru)
HK (1) HK1213302A1 (ru)
MX (1) MX2015013213A (ru)
PL (1) PL2971235T3 (ru)
RU (1) RU2620258C2 (ru)
SG (1) SG11201507137TA (ru)
WO (1) WO2014150050A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818523C2 (ru) * 2019-08-27 2024-05-02 Эвоник Оперейшенс ГмбХ Смешанный оксид лития и переходного металла, покрытый полученными пирогенным способом оксидами, содержащими цирконий

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA112024C2 (uk) * 2012-08-29 2016-07-11 Ппг Індастріз Огайо, Інк. Цирконієві композиції попередньої обробки, які містять молібден, відповідні способи обробки металевих субстратів та відповідні металеві субстрати з покриттям
KR101607013B1 (ko) 2013-09-30 2016-03-28 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극활물질 코팅 용액과 이의 제조 방법
KR101665766B1 (ko) 2013-09-30 2016-10-12 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극활물질 및 이의 제조 방법
KR101636148B1 (ko) 2013-09-30 2016-07-04 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극활물질, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지용 양극
US10707526B2 (en) 2015-03-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
DE102015223610A1 (de) 2015-11-27 2017-06-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Neue Vorbehandlungsmethode für Aktivmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien
EP3410519B1 (en) * 2016-01-29 2021-06-02 Zeon Corporation Binder composition for nonaqueous secondary battery electrodes, slurry composition for nonaqueous secondary battery electrodes, electrode for nonaqueous secondary batteries, and nonaqueous secondary battery
CN106058292A (zh) * 2016-02-03 2016-10-26 万向A二三***有限公司 一种制备锂离子扣式电池的方法
CA3034712C (en) 2016-08-24 2021-10-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Alkaline composition for treating metal substartes
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
DE102017103620B4 (de) * 2017-02-22 2022-01-05 Infineon Technologies Ag Halbleitervorrichtung, Mikrofon und Verfahren zum Bilden einer Halbleitervorrichtung
US10263289B2 (en) 2017-02-23 2019-04-16 Ford Global Technologies, Llc Solid state battery
JP6983423B2 (ja) 2017-04-04 2021-12-17 アトナープ株式会社 質量分析装置
TWI754081B (zh) 2017-07-07 2022-02-01 美商片片堅俄亥俄州工業公司 用於鋰離子蓄電裝置的電極黏結漿料組合物
KR20220047388A (ko) 2017-07-07 2022-04-15 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 리튬 이온 전기 저장 장치용 전극 바인더 슬러리 조성물
CA3069121A1 (en) 2017-07-07 2019-01-10 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrode slurry composition for lithium ion electrical storage devices
CN110870108B (zh) 2017-07-07 2023-11-14 Ppg工业俄亥俄公司 用于锂离子蓄电装置的电极粘结剂浆料组合物
WO2019126498A1 (en) 2017-12-20 2019-06-27 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrodepositable coating compositions and electrically conductive coatings resulting therefrom
CN111200131A (zh) * 2018-11-16 2020-05-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片及电化学装置
US11469407B2 (en) 2018-12-20 2022-10-11 Ppg Industries Ohio, Inc. Battery electrode coatings applied by waterborne electrodeposition
US11355741B2 (en) 2018-12-20 2022-06-07 Ppg Industries Ohio, Inc. Battery electrode coatings applied by waterborne electrodeposition
US20220131138A1 (en) * 2019-02-27 2022-04-28 Lin Chen Materials and methods for components of zinc-ion batteries
US20220209245A1 (en) 2019-04-26 2022-06-30 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrodes having conformal coatings deposited onto porous electrical current collectors
US11611062B2 (en) 2019-04-26 2023-03-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrodepositable battery electrode coating compositions having coated active particles
CN110233284B (zh) * 2019-07-17 2021-12-28 江西省汇亿新能源有限公司 一种低温型高能量密度长循环磷酸铁锂电池
US11482696B2 (en) 2020-02-26 2022-10-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Method of coating an electrical current collector and electrodes resulting therefrom
CN111384383B (zh) * 2020-03-25 2021-07-13 四川大学 一种包覆改性的镍系多元正极材料及其制备方法
KR20230007375A (ko) 2020-04-17 2023-01-12 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 리튬 이온 전기 저장 디바이스용의 전극 결합제 및 슬러리 조성물
US20230361308A1 (en) 2020-08-19 2023-11-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Dispersions of carbon nanotubes for use in compositions for manufacturing battery electrodes
CN114530577A (zh) * 2020-11-23 2022-05-24 西安石油大学 钼酸钴/1t相二硫化钼复合锂离子电池负极的制备方法及复合电极材料及锂离子电池
JP2024512596A (ja) 2021-03-26 2024-03-19 ピーピージー・インダストリーズ・オハイオ・インコーポレイテッド リチウムイオン蓄電デバイス用電極結合剤及びスラリー組成物
KR20240005922A (ko) 2021-05-12 2024-01-12 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 리튬 이온 전기 저장 장치용 규소-함유 작용기를 갖는 중합체를 포함하는 슬러리 조성물
CN117897821A (zh) 2021-06-02 2024-04-16 Ppg工业俄亥俄公司 使用连续涂覆线制造电极的方法
CA3218809A1 (en) 2021-06-02 2022-12-08 Zhilian Zhou Method of manufacturing an electrode using a continuous coating line
CN117897827A (zh) 2021-08-06 2024-04-16 Ppg工业俄亥俄公司 用于锂离子电储存装置的负电极浆料组合物
CA3230443A1 (en) 2021-09-30 2023-04-06 Zilu LI Binder composition and slurry composition for lithium-ion electrical storage devices
WO2023059953A1 (en) 2021-10-06 2023-04-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Negative electrode waterborne slurry compositions for lithium ion electrical storage devices
CN113943936B (zh) * 2021-10-28 2023-01-17 湖南金裕环保科技有限公司 一种石墨烯-硅烷处理剂、制备方法及其应用
CN114335553B (zh) * 2022-03-15 2022-05-27 湖南金阳烯碳新材料有限公司 一种硅碳-石墨负极材料及其制备方法与应用
TWI818500B (zh) * 2022-04-06 2023-10-11 鴻海精密工業股份有限公司 電池正極材料及其製造方法
CN116121573B (zh) * 2023-03-14 2024-01-02 创拓精工(江苏)有限公司 一种表面带有复合涂层的螺母及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01195668A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱電池
US5518839A (en) * 1995-04-12 1996-05-21 Olsen; Ib I. Current collector for solid electrochemical cell
RU2000132148A (ru) * 2000-12-22 2002-12-20 Ирена Евгеньевна Михайленко Конденсатор с двойным электрическим слоем
WO2009130550A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Toyota Jidosha Kabishiki Kaisha Battery electrode foil, positive electrode plate, battery, vehicle, and battery-equipped appliance, and manufacture method for the battery electrode foil, and manufacture method of the positive electrode plate
WO2012175301A2 (de) * 2011-06-21 2012-12-27 Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh Chemisch behandelte stromableiterfolie aus aluminium oder einer aluminiumlegierung

Family Cites Families (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE828340C (de) 1948-10-02 1952-01-17 Physikalisches Untersuchungsla Anlaufbestaendige Gebrauchs- und Schmuckgegenstaende aus Silber
US3095309A (en) 1960-05-03 1963-06-25 Day Company Electroless copper plating
US3539402A (en) 1967-02-16 1970-11-10 Collardin Gmbh Gerhard Solutions for the deposition of protective surface layers on iron and zinc and process therefor
DE1933013C3 (de) 1969-06-28 1978-09-21 Gerhard Collardin Gmbh, 5000 Koeln Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Aluminium, Eisen und Zink mittels komplexe Fluoride enthaltender Lösungen
US3752707A (en) 1971-08-23 1973-08-14 Heatbath Corp Corrosion resistant composition and method
US3928157A (en) 1972-05-15 1975-12-23 Shinto Paint Co Ltd Cathodic treatment of chromium-plated surfaces
US3912548A (en) 1973-07-13 1975-10-14 Amchem Prod Method for treating metal surfaces with compositions comprising zirconium and a polymer
US4017334A (en) 1973-10-04 1977-04-12 Oxy Metal Industries Corporation Process for treating aluminum cans
US3964936A (en) 1974-01-02 1976-06-22 Amchem Products, Inc. Coating solution for metal surfaces
US4009115A (en) 1974-02-14 1977-02-22 Amchem Products, Inc. Composition and method for cleaning aluminum at low temperatures
US4148670A (en) 1976-04-05 1979-04-10 Amchem Products, Inc. Coating solution for metal surface
DE2707405C3 (de) 1976-07-19 1987-12-03 Vianova Kunstharz Ag, Werndorf Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln für die Elektrotauchlackierung
FR2417537A1 (fr) 1978-02-21 1979-09-14 Parker Ste Continentale Composition a base d'hafnium pour inhiber la corrosion des metaux
CA1143498A (en) 1978-12-11 1983-03-22 Petrus G. Kooymans Thermosetting resinous binder compositions, their preparation, and use as coating materials
US4273592A (en) 1979-12-26 1981-06-16 Amchem Products, Inc. Coating solution for metal surfaces
US4313769A (en) 1980-07-03 1982-02-02 Amchem Products, Inc. Coating solution for metal surfaces
JPS5837391B2 (ja) 1980-02-21 1983-08-16 新日本製鐵株式会社 燐酸塩処理性に優れた冷延鋼板の製造方法
US4370177A (en) 1980-07-03 1983-01-25 Amchem Products, Inc. Coating solution for metal surfaces
US4668421A (en) 1981-06-24 1987-05-26 Amchem Products, Inc. Non-fluoride acid compositions for cleaning aluminum surfaces
US4470853A (en) 1983-10-03 1984-09-11 Coral Chemical Company Coating compositions and method for the treatment of metal surfaces
EP0181377A4 (en) 1984-05-04 1986-09-15 Amchem Prod METAL TREATMENT.
JPS61106783A (ja) 1984-10-30 1986-05-24 Nippon Paint Co Ltd アルミニウム表面洗浄剤
CA1333043C (en) 1988-02-15 1994-11-15 Nippon Paint Co., Ltd. Surface treatment chemical and bath for aluminium and its alloy
US4992116A (en) 1989-04-21 1991-02-12 Henkel Corporation Method and composition for coating aluminum
US5073196A (en) 1989-05-18 1991-12-17 Henkel Corporation Non-accelerated iron phosphating
JPH0364484A (ja) 1989-08-01 1991-03-19 Nippon Paint Co Ltd アルミニウム又はその合金の表面処理剤及び処理浴
JPH0364485A (ja) 1989-08-01 1991-03-19 Nippon Paint Co Ltd アルミニウム又はその合金の表面処理剤及び処理浴
US5149382A (en) 1989-10-25 1992-09-22 Ppg Industries, Inc. Method of pretreating metal by means of composition containing S-triazine compound
US5401629A (en) 1990-08-07 1995-03-28 The Salk Institute Biotechnology/Industrial Associates, Inc. Assay methods and compositions useful for measuring the transduction of an intracellular signal
US5209788A (en) 1990-11-21 1993-05-11 Ppg Industries, Inc. Non-chrome final rinse for phosphated metal
SG54222A1 (en) 1991-08-30 1998-11-16 Henkel Corp Process for treating metal with aqueous acidic composition that is substantially free from chormium (vi)
GB2259920A (en) 1991-09-10 1993-03-31 Gibson Chem Ltd Surface conversion coating solution based on molybdenum and phosphate compounds
US5143562A (en) 1991-11-01 1992-09-01 Henkel Corporation Broadly applicable phosphate conversion coating composition and process
US5769967A (en) 1992-04-01 1998-06-23 Henkel Corporation Composition and process for treating metal
FR2692599B1 (fr) 1992-06-17 1994-09-16 Prod Ind Cfpi Franc Procédé de traitement de substrats à base d'aluminium en vue de leur anodisation, bain mis en Óoeuvre dans ce procédé et concentré pour préparer le bain.
CA2087352A1 (en) 1992-07-01 1994-01-02 David W. Reichgott Method and composition for treatment of galvanized steel
US5328525A (en) 1993-01-05 1994-07-12 Betz Laboratories, Inc. Method and composition for treatment of metals
US5449415A (en) 1993-07-30 1995-09-12 Henkel Corporation Composition and process for treating metals
US5427632A (en) 1993-07-30 1995-06-27 Henkel Corporation Composition and process for treating metals
US5380374A (en) 1993-10-15 1995-01-10 Circle-Prosco, Inc. Conversion coatings for metal surfaces
US5441580A (en) 1993-10-15 1995-08-15 Circle-Prosco, Inc. Hydrophilic coatings for aluminum
BR9408176A (pt) 1993-11-29 1997-05-27 Henkel Corp Composiçao líquida ácida aquosa processo de tratar uma superfície de metal e artigo de manufatura
US5464706A (en) * 1994-03-02 1995-11-07 Dasgupta; Sankar Current collector for lithium ion battery
JP3349851B2 (ja) 1994-12-22 2002-11-25 日本パーカライジング株式会社 スラッジ抑制性に優れたアルミニウム含有金属材料用表面処理組成物および表面処理方法
DE4412138A1 (de) 1994-04-08 1995-10-12 Henkel Kgaa Chromfreies Verfahren zur No-Rinse Behandlung von Aluminium und seinen Legierungen sowie hierfür geeignete wäßrige Badlösungen
JP3315529B2 (ja) 1994-06-03 2002-08-19 日本パーカライジング株式会社 アルミニウム含有金属材料の表面処理用組成物及び表面処理方法
CZ216697A3 (en) 1995-01-10 1997-12-17 Circle Prosco Method of coating metal surfaces with a highly hydrophilic, biologically resistant odorless coating exhibiting high resistance to corrosion
DE19511573A1 (de) 1995-03-29 1996-10-02 Henkel Kgaa Verfahren zur Phosphatierung mit metallhaltiger Nachspülung
US6193815B1 (en) 1995-06-30 2001-02-27 Henkel Corporation Composition and process for treating the surface of aluminiferous metals
US5653823A (en) 1995-10-20 1997-08-05 Ppg Industries, Inc. Non-chrome post-rinse composition for phosphated metal substrates
JP3437023B2 (ja) 1995-11-20 2003-08-18 日本ペイント株式会社 アルミニウム系金属表面処理浴及び処理方法
US5662746A (en) 1996-02-23 1997-09-02 Brent America, Inc. Composition and method for treatment of phosphated metal surfaces
US5868819A (en) 1996-05-20 1999-02-09 Metal Coatings International Inc. Water-reducible coating composition for providing corrosion protection
US6083309A (en) 1996-10-09 2000-07-04 Natural Coating Systems, Llc Group IV-A protective films for solid surfaces
US5952049A (en) 1996-10-09 1999-09-14 Natural Coating Systems, Llc Conversion coatings for metals using group IV-A metals in the presence of little or no fluoride and little or no chromium
US5759244A (en) 1996-10-09 1998-06-02 Natural Coating Systems, Llc Chromate-free conversion coatings for metals
DE19705701A1 (de) 1997-02-14 1998-08-20 Henkel Kgaa Verfahren zur Niedrig-Nickel-Phosphatierung mit metallhaltiger Nachspülung
DE19723350A1 (de) 1997-06-04 1998-12-10 Henkel Kgaa Nachspülung von Phosphatschichten mit rutheniumhaltigen Lösungen
US5964928A (en) 1998-03-12 1999-10-12 Natural Coating Systems, Llc Protective coatings for metals and other surfaces
US6168868B1 (en) 1999-05-11 2001-01-02 Ppg Industries Ohio, Inc. Process for applying a lead-free coating to untreated metal substrates via electrodeposition
DE19921842A1 (de) 1999-05-11 2000-11-16 Metallgesellschaft Ag Vorbehandlung von Aluminiumoberflächen durch chromfreie Lösungen
JP3860697B2 (ja) 1999-12-27 2006-12-20 日本パーカライジング株式会社 金属表面処理剤、金属材料の表面処理方法及び表面処理金属材料
JP4099307B2 (ja) 2000-04-20 2008-06-11 日本ペイント株式会社 アルミニウム用ノンクロム防錆処理剤、防錆処理方法および防錆処理されたアルミニウム製品
US20030209293A1 (en) 2000-05-11 2003-11-13 Ryousuke Sako Metal surface treatment agent
DE10030462A1 (de) 2000-06-21 2002-01-03 Henkel Kgaa Haftvermittler in Konversionslösungen
RU2198446C2 (ru) * 2000-12-22 2003-02-10 Михайленко Ирена Евгеньевна Конденсатор с двойным электрическим слоем
DE10110834B4 (de) 2001-03-06 2005-03-10 Chemetall Gmbh Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen und Verwendung der derart beschichteten Substrate
DE10114232C2 (de) 2001-03-22 2003-03-20 Dilo Trading Ag Zug Verfahren zum Herstellen und Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Schutzüberzugs
TWI268965B (en) 2001-06-15 2006-12-21 Nihon Parkerizing Treating solution for surface treatment of metal and surface treatment method
CN100435391C (zh) 2001-10-26 2008-11-19 日本瑞翁株式会社 电极用浆料组合物、电极和二次电池
US6869513B2 (en) 2001-11-08 2005-03-22 Ppg Industries Ohio, Inc. Photodegradation-resistant electrodepositable coating compositions with improved throw power and processes related thereto
AUPR977301A0 (en) 2001-12-28 2002-01-31 Energy Storage Systems Pty Ltd An electrode for an energy storage device
TW567242B (en) 2002-03-05 2003-12-21 Nihon Parkerizing Treating liquid for surface treatment of aluminum or magnesium based metal and method of surface treatment
US6749694B2 (en) 2002-04-29 2004-06-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Conversion coatings including alkaline earth metal fluoride complexes
US6805756B2 (en) 2002-05-22 2004-10-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Universal aqueous coating compositions for pretreating metal surfaces
US6761933B2 (en) 2002-10-24 2004-07-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Process for coating untreated metal substrates
JP4205939B2 (ja) 2002-12-13 2009-01-07 日本パーカライジング株式会社 金属の表面処理方法
CA2454042C (en) 2002-12-24 2012-04-03 Nippon Paint Co., Ltd. Pretreatment method for coating
TW200417419A (en) 2002-12-24 2004-09-16 Nippon Paint Co Ltd Chemical conversion coating agent and surface-treated metal
EP1433878B1 (en) 2002-12-24 2008-10-29 Chemetall GmbH Chemical conversion coating agent and surface-treated metal
ES2420912T3 (es) 2002-12-24 2013-08-27 Chemetall Gmbh Agente de revestimiento por conversión química y metal tratado superficialmente
JP4526807B2 (ja) 2002-12-24 2010-08-18 日本ペイント株式会社 塗装前処理方法
JP2005023422A (ja) 2003-06-09 2005-01-27 Nippon Paint Co Ltd 金属表面処理方法及び表面処理金属
GB0314901D0 (en) 2003-06-26 2003-07-30 Natech Ltd Coating material
US7438972B2 (en) 2004-06-24 2008-10-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Nanoparticle coatings for flexible and/or drawable substrates
US20080020133A1 (en) 2004-11-10 2008-01-24 Hiroyuki Kobori Method of Producing Metal Oxide Film
JP4242827B2 (ja) 2004-12-08 2009-03-25 日本パーカライジング株式会社 金属の表面処理用組成物、表面処理用処理液、表面処理方法、及び表面処理金属材料
JP2006219691A (ja) 2005-02-08 2006-08-24 Nippon Parkerizing Co Ltd 金属表面処理方法
DE102005059314B4 (de) 2005-12-09 2018-11-22 Henkel Ag & Co. Kgaa Saure, chromfreie wässrige Lösung, deren Konzentrat, und ein Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung von Metalloberflächen
US7815751B2 (en) 2005-09-28 2010-10-19 Coral Chemical Company Zirconium-vanadium conversion coating compositions for ferrous metals and a method for providing conversion coatings
MX2008011097A (es) 2006-03-01 2008-10-21 Chemetall Gmbh Composicion para el tratamiento de superficies metalicas, metodo para el tratamiento de superficies metalicas y material metalico.
ZA200807989B (en) 2006-03-01 2009-12-30 Chemetall Gmbh Composition for metal surface treatment, metal surface treatment method, and metal material
US7749368B2 (en) * 2006-12-13 2010-07-06 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods for coating a metal substrate and related coated substrates
JP2008174832A (ja) 2006-12-20 2008-07-31 Nippon Paint Co Ltd カチオン電着塗装用金属表面処理液
ES2391870T3 (es) 2007-02-12 2012-11-30 Henkel Ag & Co. Kgaa Procedimiento para tratar superficies metálicas
US8673091B2 (en) 2007-08-03 2014-03-18 Ppg Industries Ohio, Inc Pretreatment compositions and methods for coating a metal substrate
US8097093B2 (en) 2007-09-28 2012-01-17 Ppg Industries Ohio, Inc Methods for treating a ferrous metal substrate
US9428410B2 (en) 2007-09-28 2016-08-30 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods for treating a ferrous metal substrate
US9574093B2 (en) 2007-09-28 2017-02-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods for coating a metal substrate and related coated metal substrates
US20110053041A1 (en) * 2008-02-04 2011-03-03 The Regents Of The University Of California Cu-based cermet for high-temperature fuel cell
DE102008014465B4 (de) 2008-03-17 2010-05-12 Henkel Ag & Co. Kgaa Mittel zur optimierten Passivierung auf Ti-/Zr-Basis für Metalloberflächen und Verfahren zur Konversionsbehandlung
JP2010013677A (ja) 2008-07-01 2010-01-21 Nippon Parkerizing Co Ltd 金属構造物用化成処理液および表面処理方法
US20100243108A1 (en) 2009-03-31 2010-09-30 Ppg Industries Ohio, Inc. Method for treating and/or coating a substrate with non-chrome materials
CN102686225A (zh) 2009-10-26 2012-09-19 西格诺药品有限公司 杂芳基化合物的合成和纯化方法
EP2519658A4 (en) 2009-12-28 2017-12-13 Henkel AG & Co. KGaA Metal pretreatment composition containing zirconium, copper, zinc, and nitrate and related coatings on metal substrates
US20130280599A1 (en) * 2011-01-07 2013-10-24 Nec Corporation Electricity storage device
US20120183806A1 (en) 2011-01-17 2012-07-19 Ppg Industries, Inc. Pretreatment Compositions and Methods For Coating A Metal Substrate
JP5764746B2 (ja) * 2011-03-16 2015-08-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 捲回式電池及びその製造方法
US10017861B2 (en) 2011-08-03 2018-07-10 Ppg Industries Ohio, Inc. Zirconium pretreatment compositions containing a rare earth metal, associated methods for treating metal substrates, and related coated metal substrates

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01195668A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱電池
US5518839A (en) * 1995-04-12 1996-05-21 Olsen; Ib I. Current collector for solid electrochemical cell
RU2000132148A (ru) * 2000-12-22 2002-12-20 Ирена Евгеньевна Михайленко Конденсатор с двойным электрическим слоем
WO2009130550A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Toyota Jidosha Kabishiki Kaisha Battery electrode foil, positive electrode plate, battery, vehicle, and battery-equipped appliance, and manufacture method for the battery electrode foil, and manufacture method of the positive electrode plate
WO2012175301A2 (de) * 2011-06-21 2012-12-27 Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh Chemisch behandelte stromableiterfolie aus aluminium oder einer aluminiumlegierung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818523C2 (ru) * 2019-08-27 2024-05-02 Эвоник Оперейшенс ГмбХ Смешанный оксид лития и переходного металла, покрытый полученными пирогенным способом оксидами, содержащими цирконий
RU2819175C2 (ru) * 2019-08-27 2024-05-15 Эвоник Оперейшенс ГмбХ Смешанный оксид лития и переходного металла, содержащий полученные пирогенным способом оксиды, содержащие цирконий

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201507137TA (en) 2015-10-29
EP2971235A1 (en) 2016-01-20
US9273399B2 (en) 2016-03-01
CN105247101A (zh) 2016-01-13
AU2014237576A1 (en) 2015-10-08
KR101735985B1 (ko) 2017-05-24
PL2971235T3 (pl) 2020-06-15
MX2015013213A (es) 2016-10-19
RU2015144166A (ru) 2017-04-24
BR112015023240A8 (pt) 2019-12-03
CA2904439A1 (en) 2014-09-25
EP2971235B1 (en) 2019-12-25
AU2014237576B2 (en) 2016-06-09
BR112015023240A2 (pt) 2017-07-18
CA2904439C (en) 2017-10-17
BR112015023240B1 (pt) 2021-08-03
KR20150119912A (ko) 2015-10-26
WO2014150050A1 (en) 2014-09-25
CN105247101B (zh) 2019-06-04
HK1213302A1 (zh) 2016-06-30
US20140272583A1 (en) 2014-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2620258C2 (ru) Композиции для предварительной обработки, а также способы нанесения покрытия на электрод батареи
Ding et al. Enhanced performance of graphite anode materials by AlF 3 coating for lithium-ion batteries
Hu et al. Reconstructing interfacial manganese deposition for durable aqueous zinc–manganese batteries
CN100416893C (zh) 一种锂离子电池正极及其锂离子电池
US10741832B2 (en) Positive electrode active material for lithium ion battery
EP2375477A2 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery
TW201308736A (zh) 用於電池電極的水性漿液
JPH11307102A (ja) リチウム二次電池とその製造法
JP2011134623A (ja) 非水電解質二次電池及びその製造方法
Kang et al. Enhancing performance of a lithium ion battery by optimizing the surface properties of the current collector
KR101890031B1 (ko) 비수 전해액 이차 전지 및 비수 전해액 이차 전지의 제조 방법
CN103194743A (zh) 一种用于锂离子电池负极极耳的镍金属条的表面处理方法
CN109659619B (zh) 电解液及其制备方法和应用
Li et al. A Multifunctional Additive Capable of Electrolyte Stabilization and Structure/Interphases Regulation of High‐Energy Li‐Ion Batteries
KR102364363B1 (ko) 수도커패시터용 집전체의 제조 방법
JP4174691B2 (ja) 非水電解質電池及び非水電解質電池の製造方法
Gao et al. Strategies for Optimizing the Zn Anode/Electrolyte Interfaces Toward Stable Zn‐Based Batteries
JP2019164906A (ja) リチウム金属二次電池
CN109309207B (zh) 一种正极活性物质及其制备方法、正极及锂离子电池
Maximov et al. Application of atomic layer deposition in Li-ion batteries
Komaba et al. Polyacrylate as modifier for graphite/electrolyte interface
CN110690499B (zh) 一种功能性缓蚀层及其制备方法和应用
Si-Hyoung et al. Improving the Capacity Retention of LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 by ZrO 2 Coating
TW201601373A (zh) 鋰離子電池及其製造方法
TWI405825B (zh) 鋰離子電池改性劑及其製備方法，以及該改性劑的應用