ES3035816T3 - Method for manufacturing lithium electrode - Google Patents

Method for manufacturing lithium electrode

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ES3035816T3 ES18838712T ES18838712T ES3035816T3 ES 3035816 T3 ES3035816 T3 ES 3035816T3 ES 18838712 T ES18838712 T ES 18838712T ES 18838712 T ES18838712 T ES 18838712T ES 3035816 T3 ES3035816 T3 ES 3035816T3
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Suk Il Youn
Byoungkuk Son
Junghun Choi
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Abstract

La presente invención se refiere a un método para la fabricación de un electrodo de litio. En particular, para la fabricación de un electrodo de litio, primero se forma una capa protectora capaz de proteger un metal de litio sobre un sustrato tratado superficialmente mediante un proceso de plasma y corona. Posteriormente, se deposita un metal de litio sobre la capa protectora y, a continuación, la capa depositada se transfiere a un colector de corriente. Por lo tanto, el método permite la fabricación de un electrodo de litio delgado con un espesor uniforme y puede mejorar la densidad energética de una batería secundaria de litio utilizando el electrodo de litio fabricado como se describió anteriormente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para fabricar un electrodo de litio
[Campo técnico]
Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad basado en la solicitud de patente coreana n.° 10-2017-0094480, presentada el 26 de julio de 2017.
La presente invención se refiere a un método de fabricación de un electrodo de litio.
[Antecedentes de la técnica]
Hasta hace poco, ha habido un considerable interés en desarrollar baterías con alta densidad de energía usando litio como electrodo negativo. Por ejemplo, en comparación con otros sistemas electroquímicos con un electrodo negativo de carbono con litio insertado y un electrodo de níquel o cadmio que aumentan el peso y el volumen del electrodo negativo debido a la presencia del material no electroactivo, reduciendo de ese modo la densidad de energía de la batería, dado que el metal de litio tiene las características de bajo peso y alta capacidad, atrae mucha atención como material activo de electrodo negativo de la batería electroquímica. Un electrodo negativo de metal de litio o un electrodo negativo que comprende principalmente metal de litio proporciona una oportunidad para construir una batería que sea más ligera y tenga una densidad de energía más alta que una batería tal como una batería de iones de litio, níquel-hidruro metálico o níquel-cadmio. Estas características son altamente deseables para baterías para dispositivos electrónicos portátiles tales como teléfonos móviles y ordenadores portátiles, donde la prima se ve comprometida con un valor ponderado bajo.
Las baterías de iones de litio convencionales tienen una densidad de energía de 700 Wh/l usando grafito en el electrodo negativo y óxido de litio-cobalto (LCO) en el electrodo positivo. Sin embargo, recientemente, dado que están expandiéndose los campos que requieren alta densidad de energía, existe una necesidad continua de aumentar la densidad de energía de las baterías de iones de litio. Por ejemplo, es necesario aumentar la densidad de energía incluso para aumentar hasta 500 km o más la distancia de desplazamiento del vehículo eléctrico en el momento de una carga.
Para aumentar la densidad de energía de las baterías de iones de litio, ha ido aumentando el uso de un electrodo de litio. Sin embargo, el metal de litio es un metal que tiene alta reactividad y es difícil de manipular, lo que supone un problema porque es difícil de manipular en el procedimiento.
Para resolver tales problemas, se han realizado diversos intentos para fabricar un electrodo usando metal de litio. Por ejemplo, la patente coreana n.° 0635684 se refiere a un método de formación de un electrodo de litio que tiene una capa protectora de vidrio y propone un método de formación del electrodo de litio que comprende formar la capa protectora sobre un sustrato (PE<t>) sobre el que se deposita una capa del agente de desprendimiento y depositar litio sobre la capa protectora y luego depositar un colector de corriente sobre el litio. Sin embargo, durante la deposición de litio, la superficie del litio está expuesta y, por tanto, aumenta el grosor de la capa oxidada (capa nativa), lo que puede afectar de manera adversa a las características de vida útil de la batería.
Por tanto, en la fabricación de electrodos de litio, existe una necesidad continua de desarrollar un método para fabricar un electrodo de litio con un grosor delgado y uniforme minimizando la formación de la capa oxidada protegiendo el litio frente a la humedad y el aire externo.
[Documentos de la técnica anterior]
[Documentos de patente]
(Documento de patente 1) Patente coreana n.° 0635684, “ENCAPSULATED LITHIUM ELECTRODES HAVING GLASS PROTECTIVE LAYERS AND METHOD FOR THEIR PREPARATION”.
(Documento de patente 2) Publicación de patente coreana abierta a consulta por el público n.° 2017-0026098, “Lithium metal battery including lithium metal anode, method of protecting the lithium metal anode, and protective layer prepared according to the method”.
(Documento de patente 3) Publicación de patente japonesa n.° 2013-020974A, que divulga un método para producir una película de transferencia y un método para producir una placa de electrodo para un elemento electroquímico.
[Divulgación]
[Problema técnico]
Como resultado de diversos estudios para resolver los problemas anteriores, los inventores de la presente invención han confirmado que puede fabricarse un electrodo de litio que tiene un grosor delgado y uniforme tratando la superficie del sustrato con plasma y corona, cuando se fabrica el electrodo de litio, y luego formando en primer lugar una capa protectora capaz de proteger el metal de litio y depositando el metal de litio sobre la capa protectora y luego transfiriendo a un colector de corriente de Cu, y que se mejora la densidad de energía de la batería secundaria de litio fabricada usando el electrodo de litio así fabricado.
Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un electrodo de litio que tiene un grosor uniforme y delgado minimizando la formación de la capa oxidada.
Además, otro objeto de la presente invención es fabricar un electrodo de litio que tiene un grosor uniforme y delgado impidiendo la exposición del metal de litio a la humedad y el aire exterior durante el procedimiento de fabricación, minimizando de ese modo la formación de la capa oxidada sobre la superficie del metal de litio.
[Solución técnica]
Para lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona un método de fabricación de un electrodo de litio, que comprende las siguientes etapas de,
(51) someter a tratamiento superficial una primera superficie de un sustrato mediante un procedimiento de plasma y corona, en el que el procedimiento de plasma y corona se realiza a una potencia de 0,6 kW o más y menor de 1,5 kW;
(52) recubrir un polímero para proteger el metal de litio sobre el sustrato sometido a tratamiento superficial para formar una capa protectora;
(53) depositar el metal de litio sobre la capa protectora para formar una capa de metal de litio; y
(54) transferir la capa de metal de litio con la capa protectora a un colector de corriente;
en el que:
el sustrato comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en poli(tereftalato de etileno) (PET), poliimida (PI), poli(metacrilato de metilo) (PMMA), triacetato de celulosa (TAC), polipropileno, polietileno, y policarbonato;
el sustrato tiene una capa desprendible formada sobre al menos la primera superficie del mismo; y
la capa desprendible comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en Si, melamina, y flúor.
Al menos la primera superficie del sustrato puede estar recubierta con un recubrimiento de bloque de oligómeros. La deposición puede realizarse mediante un método seleccionado del grupo que consiste en deposición por evaporación, deposición química en fase de vapor (CVD), y deposición física en fase de vapor.
El grosor de la capa de metal de litio puede ser de entre 5 pm y 50 pm.
La capa protectora puede comprender al menos uno seleccionado del grupo que consiste en poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF), copolímero de poli(fluoruro de vinilideno-hexafluoroetileno), copolímero de cicloolefina, y caucho de estireno-butadieno - carboximetilcelulosa (SBR-CMC).
El colector de corriente puede incluir uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en cobre, aluminio, níquel, titanio, carbono sinterizado, y acero inoxidable.
El electrodo de litio comprende el colector de corriente; la capa de metal de litio formada sobre el colector de corriente; y la capa protectora formada sobre la capa de metal de litio.
[Efectos ventajosos]
Según la presente invención, puede fabricarse un electrodo de litio en el que se apilan secuencialmente un colector de corriente, una capa de metal de litio y una capa protectora mediante un método de depositar el metal de litio sobre una capa protectora de metal de litio y luego transferirlo al colector de corriente para formar el electrodo de litio.
Además, puede fabricarse un electrodo de litio que tiene un grosor delgado y uniforme impidiendo la exposición del metal de litio a entornos externos tales como la humedad y el aire exterior durante el procedimiento de fabricación, minimizando de ese modo la formación de la capa oxidada sobre la superficie del metal de litio.
Además, dado que la capa de metal de litio se forma sobre el colector de corriente mediante transferencia sin depositar directamente el metal de litio sobre el colector de corriente, es posible compensar el problema del colector de corriente, que es susceptible a romperse durante el procedimiento de deposición, y, por tanto, puede fabricarse un electrodo de litio usando diversas clases de colectores de corriente.
[Descripción de los dibujos]
La figura 1 es una vista esquemática que muestra un material laminado de electrodo de litio antes de la transferencia a un colector de corriente en un procedimiento de fabricación de electrodo de litio según la presente invención. La figura 2 es una fotografía que muestra un estado después de formar una capa protectora sobre un sustrato tratado con plasma y corona según el ejemplo 1 de la presente invención.
La figura 3 es una fotografía que muestra un estado después de formar una capa protectora sobre un sustrato tratado con plasma y corona según el ejemplo comparativo 1.
La figura 4 es una fotografía que muestra un estado después de formar una capa protectora sobre un sustrato tratado con plasma y corona según el ejemplo comparativo 2.
[Mejor modo]
A continuación en el presente documento, se describirá con detalle la presente invención para facilitar la comprensión de la presente invención.
Los términos y expresiones usados en la presente memoria descriptiva y las reivindicaciones no deben interpretarse como limitados a términos ordinarios o de diccionario y deben interpretarse en un sentido y concepto coherentes con la idea técnica de la presente invención, basándose en el principio de que el inventor puede definir apropiadamente el concepto de un término para describir su invención de la mejor manera posible.
Método para fabricar electrodo de litio
La presente invención se refiere a un método de fabricación de un electrodo de litio capaz de aumentar la densidad de energía de una batería, que comprende las siguientes etapas de,
(51) someter a tratamiento superficial una superficie del sustrato mediante un procedimiento de plasma y corona; (52) recubrir un polímero para proteger el metal de litio sobre el sustrato sometido a tratamiento superficial para formar una capa protectora;
(53) depositar el metal de litio sobre la capa protectora para formar una capa de metal de litio; y
(54) transferir la capa de metal de litio a un colector de corriente;
en el que el método es tal como se define adicionalmente en la reivindicación 1.
La figura 1 es una vista esquemática que muestra un material laminado de electrodo de litio antes de la transferencia a un colector de corriente en un procedimiento de fabricación de electrodo de litio según la presente invención. Haciendo referencia a la figura 1, el electrodo de litio puede fabricarse formando secuencialmente una capa 20 protectora y una capa 30 de metal de litio sobre un sustrato 10 que tiene capas 10a y 10b desprendibles formadas sobre ambas superficies del mismo y luego transfiriendo la capa 30 de metal de litio al colector de corriente.
A continuación en el presente documento, se describirá con más detalle la presente invención.
Etapa (S1)
En la etapa (S1), puede someterse a tratamiento superficial una superficie del sustrato mediante un procedimiento de plasma y corona.
En general, no es fácil recubrir PVdF-HFP para formar una capa protectora sobre un sustrato, por ejemplo, sobre un PET sobre el que se forma una capa desprendible. El recubrimiento se realiza después de preparar la disolución de recubrimiento disolviendo del 5 al 10% en peso de resina de PVdF-HFP en uno o más disolventes orgánicos seleccionados del grupo que consiste en disolventes orgánicos tales como acetona, DMF (dimetilformamida) y NMP (N-metil-2-pirrolidona). Dado que la acetona tiene un punto de ebullición (p.e.) de 56 °C y tiene una tasa de volatilización muy rápida, el procedimiento de recubrimiento aplicable es muy limitado. Por tanto, es aplicable únicamente en el caso de un procedimiento tal como un recubrimiento por boquilla ranurada en el que el tiempo para que la disolución de recubrimiento entre en contacto con la atmósfera es extremadamente reducido.
Sin embargo, la acetona tiene una tensión superficial de 25,2 mN/m (a 20 °C) y, por tanto, tiene la ventaja de que se extiende fácilmente sobre el PET sobre el que se forma la capa desprendible. Por tanto, es fácil recubrir sin ningún tratamiento y también es fácil secar debido al bajo punto de ebullición.
Además, la DMF y la NMP tienen puntos de ebullición de 153 °C y 202 °C, respectivamente, de modo que son fácilmente aplicables a diversos procedimientos de recubrimiento tales como recubrimiento con barra, recubrimiento por microhuecograbado y recubrimiento con rodillo que presentan un largo tiempo de contacto entre la disolución de recubrimiento y la atmósfera.
En la presente invención, particularmente, puede usarse NMP como disolvente para la preparación de una disolución de recubrimiento para formar una capa protectora. Sin embargo, dado que la tensión superficial de la NMP es de 40,8 mN/m (a 20 °C), existe el problema de que la humectabilidad es deficiente sobre el PET desprendible, de modo que no se recubre bien.
Por tanto, cuando se recubre PVdF-HFP disuelto en NMP, es absolutamente necesario someter a tratamiento superficial la superficie desprendible de la película de PET desprendible mediante tratamiento con corona o tratamiento con plasma.
En la presente invención, el procedimiento de plasma y corona se realiza con una potencia de 0,6 kW o más y menor de 1,5 kW.
En el procedimiento de plasma y corona, si la potencia es menor de 0,6 kW, dado que no hay tiempo suficiente para aplicar tratamiento con plasma y corona al sustrato, el recubrimiento de la capa protectora no puede realizarse sin problemas. Si la potencia es mayor de 1,5 kW, el procedimiento de transferencia no puede realizarse bien.
Por tanto, el procedimiento de plasma y corona se realiza dentro del intervalo de potencia tal como se describió anteriormente para recubrir sin problemas la capa protectora sobre el sustrato sin ningún defecto.
Etapa (S2)
En la etapa (S2), puede formarse una capa protectora para proteger metal de litio recubriendo un polímero para proteger el metal de litio sobre el sustrato sometido a tratamiento superficial.
El sustrato puede ser uno que tenga características que pueden resistir las condiciones de procedimiento tales como la alta temperatura en la etapa de depositar el metal de litio y pueda impedir un problema de desprendimiento inverso de que la capa de metal de litio se transfiere al sustrato en lugar de al colector de corriente durante el procedimiento de bobinado para transferir la capa de metal de litio depositada al colector de corriente.
En la presente invención, el sustrato es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en poli(tereftalato de etileno) (PET), poliimida (PI), poli(metacrilato de metilo) (PMMA), triacetato de celulosa (TAC), polipropileno, polietileno, y policarbonato.
Además, el sustrato tiene una capa desprendible formada sobre al menos una superficie del mismo, preferiblemente capas desprendibles formadas sobre ambas superficies del mismo. Mediante la capa desprendible, puede impedirse el problema de desprendimiento inverso de que la capa de metal de litio se transfiere al sustrato en lugar de al colector de corriente durante el procedimiento de bobinado para transferir la capa de metal de litio depositada al colector de corriente, y también después de transferir la capa de metal de litio sobre el colector de corriente, puede separarse fácilmente el sustrato.
La capa desprendible comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en Si, melamina, y flúor.
La capa desprendible puede formarse mediante un método de recubrimiento, y el método de recubrimiento puede ser, por ejemplo, pero no se limita a, un método seleccionado del grupo que consiste en recubrimiento por inmersión, recubrimiento por pulverización, recubrimiento por centrifugación, recubrimiento por boquilla, y recubrimiento con rodillo, y pueden usarse diversos métodos de recubrimiento que pueden usarse en la técnica para formar la capa de recubrimiento.
Además, el sustrato puede incluir un recubrimiento de bloque de oligómeros formado sobre al menos una superficie del mismo. En este momento, el recubrimiento de bloque de oligómeros significa una capa de bloqueo para impedir la migración del oligómero que permanece en el sustrato sin polimerizarse y luego escapa al exterior del sustrato para contaminar el litio.
Por ejemplo, el oligómero sin polimerizarse puede estar presente en el interior de la película de PET y estos oligómeros pueden moverse al exterior de la película de p Et para contaminar el litio. Por tanto, para impedir esto, puede formarse un recubrimiento de bloque de oligómeros sobre al menos una superficie de la película de PET. Además, puede ser más ventajoso cuanto menor sea el contenido del oligómero en el sustrato. Eso es porque puede impedirse el problema de escape de oligómero a partir del sustrato.
Etapa (S3)
En la etapa (S3), puede formarse una capa de metal de litio depositando el metal de litio sobre la capa protectora. En la presente invención, la capa protectora puede minimizar la formación de la capa oxidada (capa nativa) sobre la superficie protegiendo el metal de litio frente a entornos externos tales como la humedad o el aire exterior en una serie de procedimientos para fabricar electrodos de litio.
Por tanto, el material para formar la capa protectora debe tener alto rendimiento de bloqueo contra la humedad, estabilidad con respecto al electrolito, alta humectabilidad para el electrolito, y buena estabilidad frente a la oxidación/reducción.
Por ejemplo, la capa protectora puede comprender al menos uno seleccionado del grupo que consiste en poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF), copolímero de poli(fluoruro de vinilideno-hexafluoroetileno), polímero de cicloolefina, copolímero de cicloolefina, y caucho de estireno-butadieno - carboximetilcelulosa (SBR-CMC).
El grosor de la capa protectora puede estar en el intervalo de 0,1 pm a 1,0 pm, preferiblemente de 0,3 pm a 0,8 pm, más preferiblemente de 0,4 pm a 0,6 pm. Si el grosor de la capa protectora es menor del intervalo anterior, puede deteriorarse la función de exponer el metal de litio a la humedad o al aire exterior. Si el grosor supera el intervalo anterior, el electrodo de litio que va a fabricarse puede volverse grueso.
La disolución de recubrimiento para formar la capa protectora puede prepararse disolviendo el polímero mencionado anteriormente en un disolvente. En este momento, la concentración de la disolución de recubrimiento puede ser del 1 % al 20%, preferiblemente del 3% al 10%, más preferiblemente del 4% al 8%. Si la concentración de la disolución de recubrimiento es menor del intervalo anterior, la viscosidad es muy baja y, por tanto, es difícil que avance el procedimiento de recubrimiento. Si la concentración supera el intervalo anterior, la viscosidad puede ser alta y puede ser difícil formar la capa de recubrimiento con el grosor de recubrimiento deseado. En este momento, ejemplos del disolvente para formar la disolución de recubrimiento pueden ser al menos uno seleccionado del grupo que consiste en N-metil-2-pirrolidona (NMP), dimetilformamida (DMF), dimetilacetamida (DMAc), tetrametilurea, dimetilsulfóxido (DMSO), y trietilfosfato. En particular, cuando se usa NMP, la solubilidad del polímero para formar la capa protectora tal como se describió anteriormente es alta y puede ser ventajoso para formar la capa protectora mediante el procedimiento de recubrimiento.
Además, el método de recubrimiento para formar la capa protectora puede ser, pero no se limita a, un método seleccionado del grupo que consiste en recubrimiento por inmersión, recubrimiento por pulverización, recubrimiento por centrifugación, recubrimiento por boquilla, recubrimiento con rodillo, recubrimiento por boquilla ranurada, recubrimiento con barra, recubrimiento por huecograbado, recubrimiento con coma, recubrimiento con cortina y recubrimiento por microhuecograbado, y pueden usarse diversos métodos de recubrimiento que pueden usarse en la técnica para formar la capa de recubrimiento.
En la presente invención, la capa de metal de litio formada sobre la capa protectora mediante deposición en fase de vapor puede tener un grosor de 5 pm a 25 pm, preferiblemente de 10 pm a 20 pm, más preferiblemente de 13 pm a 18 pm. El grosor de la capa de metal de litio puede variarse dependiendo de la aplicación. Cuando se usa únicamente metal de litio como electrodo, por ejemplo, material de electrodo negativo, el grosor de la capa de metal de litio es suficiente para el intervalo de 20 pm a 25 pm. Cuando se usa metal de litio como material para compensar la irreversibilidad generada a partir del electrodo negativo del material de óxido de silicona, el grosor de la capa de metal de litio puede ser de aproximadamente 5 pm a 15 pm. Si el grosor de la capa de metal de litio es menor del intervalo anterior, pueden deteriorarse la capacidad y la característica de vida útil de la batería. Si el grosor de la capa de metal de litio supera el intervalo anterior, el grosor del electrodo de litio que va a fabricarse puede volverse grueso, lo que puede ser perjudicial para la comercialización.
En la presente invención, el método de deposición para depositar el metal de litio puede ser, pero no se limita a, uno seleccionado de deposición por evaporación, deposición química en fase de vapor, deposición química en fase de vapor (CVD), y deposición física en fase de vapor, y pueden usarse de diversas maneras los métodos de deposición usados en la técnica.
Etapa (S4)
En la etapa (S4), puede transferirse la capa de metal de litio al colector de corriente. En este momento, la transferencia puede realizarse bobinando una estructura formada laminando secuencialmente el sustrato, la capa protectora, y la capa de metal de litio, y transfiriendo la capa de metal de litio sobre el colector de corriente usando un dispositivo tal como una prensa de rodillo.
En la presente invención, el colector de corriente puede ser uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en cobre, aluminio, níquel, titanio, carbono sinterizado, y acero inoxidable.
Cuando se deposita directamente el metal de litio sobre el colector de corriente, en particular, cuando se deposita directamente el metal de litio sobre el colector de corriente de cobre, existe el problema de que se rompe fácilmente el colector de corriente de cobre. Sin embargo, en el caso de la presente invención, dado que el electrodo de litio se fabrica formando la capa de metal de litio y luego transfiriendo la propia capa de metal de litio sobre el colector de corriente, pueden usarse una variedad de colectores de corriente para fabricar el electrodo de litio.
Según el método de fabricación del electrodo de litio tal como se describió anteriormente, el electrodo de litio formado laminando secuencialmente el colector de corriente, la capa de metal de litio, y la capa protectora puede fabricarse usando un método de depositar el metal de litio sobre la capa protectora de metal de litio y luego transferirlo al colector de corriente para fabricar el electrodo de litio.
Además, el electrodo de litio que tiene un grosor delgado y uniforme puede fabricarse impidiendo la exposición del metal de litio a entornos externos tales como la humedad y el aire exterior mediante la capa protectora durante el procedimiento de fabricación, minimizando de ese modo la formación de una capa oxidada (capa nativa) sobre la superficie del metal de litio.
Además, dado que la capa de metal de litio se forma sobre el colector de corriente mediante transferencia sin depositar directamente el metal de litio sobre el colector de corriente, es posible compensar el problema del colector de corriente, que es susceptible a romperse durante el procedimiento de deposición, y, por tanto, puede fabricarse el electrodo de litio usando diversas clases de colectores de corriente.
Además, el electrodo de litio así fabricado tiene un grosor delgado y también una excelente uniformidad de grosor, lo que puede mejorar en gran medida la densidad de energía cuando se aplica a una batería.
A continuación en el presente documento, se describirán ejemplos preferidos de la presente invención para facilitar la comprensión de la presente invención. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica que los siguientes ejemplos son sólo ilustrativos de la presente invención y que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones dentro del alcance y espíritu de la presente invención. Tales variaciones y modificaciones están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos se llevaron a cabo cambiando la potencia de plasma y corona tal como se muestra en la tabla 1.
Tabla 1:
Ejemplo 1
Como sustrato se preparó una película de PET desprendible (RX12G 50 pm, SKC Haas) que tenía capas desprendibles sobre ambas superficies.
Se sometió a tratamiento superficial con plasma y corona una superficie del sustrato a una potencia de 0,6 kW usando un procesador de plasma y corona a presión atmosférica (SYSCO-300N, Systemkorea).
Se preparó una disolución de recubrimiento de PVDF-HFP como disolución de recubrimiento para formar la capa protectora para proteger el metal de litio sobre una superficie del sustrato sometido a tratamiento superficial anterior. Se preparó la disolución de recubrimiento de PVDF-HFP disolviendo PVDF-HFP (LBG Grade, Arkema) en un disolvente de NMP para producir una disolución al 5 %.
Con la disolución de recubrimiento de PVDF-HFP se recubrió una superficie de la película de PET desprendible en el grosor de 2 |jm usando un dispositivo de recubrimiento por microhuecograbado para formar una capa protectora de PVDF-HFP.
Se formó una capa de metal de litio que tenía un grosor de 20 jm depositando el metal de litio sobre la capa protectora mediante deposición por evaporación a una temperatura de 600 °C y se bobinó la estructura formada laminando secuencialmente la película de PET desprendible, la capa protectora de PVDF-HFP, y la capa de metal de litio a una velocidad de 1 m/min.
Después de eso, se transfirió la capa de metal de litio sobre un colector de corriente de Cu usando una máquina de prensa de rodillo (máquina de calandrado CLP-1015, CIS) y, por tanto, se fabricó un electrodo de litio en el que se laminaron secuencialmente el colector de corriente de litio, la capa de metal de litio, y la capa protectora de PVDF-HFP.
Ejemplo 2
Se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto porque la superficie del sustrato se trató con plasma y corona a una potencia de 1,0 kW.
Ejemplo comparativo 1
Se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto porque la superficie del sustrato se trató con plasma y corona a una potencia de 0,3 kW.
Ejemplo comparativo 2
Se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto porque la superficie del sustrato se trató con plasma y corona a una potencia de 0,5 kW.
Ejemplo comparativo 3
Se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto porque la superficie del sustrato se trató con plasma y corona a una potencia de 1,5 kW.
Ejemplo experimental 1: Comparación del electrodo de litio preparado
Se observaron visualmente los electrodos de litio fabricados en los ejemplos 1 y 2 y los ejemplos comparativos 1 y 2, respectivamente.
Como resultado, puede observarse que, en los ejemplos comparativos 1 y 2, los recubrimientos de la capa protectora no eran lisos, mientras que, en los ejemplos 1 y 2, se formaron capas protectoras lisas y libres de defectos.
Mientras tanto, en el caso del ejemplo comparativo 3, se realizó sin problemas el recubrimiento de la propia capa protectora, pero el procedimiento de transferencia no se realizó sin problemas, de modo que el electrodo de litio no pudo fabricarse normalmente.
En la descripción anterior, aunque se ha descrito la presente invención con referencia a ejemplos y dibujos limitados, debe entenderse que pueden realizarse diversas modificaciones y variaciones.
[Descripción de los símbolos]
10: Sustrato
10a, 10b: Capa desprendible
20: Capa protectora
30: Capa de metal de litio

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Método de fabricación de un electrodo de litio, que comprende las siguientes etapas de,
    (51) someter a tratamiento superficial una primera superficie de un sustrato mediante un procedimiento de plasma y corona, en el que el procedimiento de plasma y corona se realiza a una potencia de 0,6 kW o más y menor de 1,5 kW;
    (52) recubrir un polímero para proteger el metal de litio sobre el sustrato sometido a tratamiento superficial para formar una capa protectora;
    (53) depositar el metal de litio sobre la capa protectora para formar una capa de metal de litio; y
    (54) transferir la capa de metal de litio con la capa protectora a un colector de corriente;
    en el que:
    el sustrato comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en poli(tereftalato de etileno) (PET), poliimida (PI), poli(metacrilato de metilo) (PMMA), triacetato de celulosa (TAC), polipropileno, polietileno, y policarbonato;
    el sustrato tiene una capa desprendible formada sobre al menos la primera superficie del mismo; y la capa desprendible comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en Si, melamina y flúor.
  2. 2. Método de fabricación del electrodo de litio según la reivindicación 1, en el que la deposición se realiza mediante un método seleccionado del grupo que consiste en deposición por evaporación, deposición química en fase de vapor (CVD) y deposición física en fase de vapor.
  3. 3. Método de fabricación del electrodo de litio según la reivindicación 1, en el que la capa de metal de litio tiene un grosor de 5 pm a 50 pm.
  4. 4. Método de fabricación del electrodo de litio según la reivindicación 1, en el que la capa protectora comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF), copolímero de poli(fluoruro de vinilideno-hexafluoroetileno), polímero de cicloolefina, y caucho de estirenobutadieno - carboximetilcelulosa (SBR-CMC).
  5. 5. Método de fabricación del electrodo de litio según la reivindicación 1, en el que el colector de corriente comprende uno seleccionado del grupo que consiste en cobre, aluminio, níquel, titanio, carbono sinterizado, y acero inoxidable.
  6. 6. Método de fabricación del electrodo de litio según la reivindicación 1, en el que el electrodo de litio comprende el colector de corriente; la capa de metal de litio formada sobre el colector de corriente; y la capa protectora formada sobre la capa de metal de litio.
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