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CN106104858B - 用于原纤化电极膜的粘结剂组分的方法、设备和系统 - Google Patents

用于原纤化电极膜的粘结剂组分的方法、设备和系统 Download PDF

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CN106104858B CN201580013234.2A CN201580013234A CN106104858B CN 106104858 B CN106104858 B CN 106104858B CN 201580013234 A CN201580013234 A CN 201580013234A CN 106104858 B CN106104858 B CN 106104858B
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Abstract

一种用于原纤化电极膜的可原纤化粘结剂组分的方法可以包括提供带负电荷的可原纤化粘结剂组分，并且在带负电荷的粘结剂组分上施加电场，以原纤化带负电荷的可原纤化粘结剂组分。一种用于原纤化电极膜的粘结剂组分的系统可以包括：混合容器，其由具有亲和性的材料制成，以将电子提供给粘结剂组分；以及致动器，其被配置为在混合容器上施加力，以使混合容器和粘结剂组分接触，并且在足以在粘结剂组分上产生静电力并且原纤化粘结剂组分的运动速度和范围内，相对于彼此移动混合容器和粘结剂组分。

Description

用于原纤化电极膜的粘结剂组分的方法、设备和系统
引用相关申请
根据37CFR 1.57，在通过本申请提交的申请数据表中标识的国外或国内优先权权利要求的任何和所有申请通过引证结合于此。
技术领域
本发明涉及能量储存装置，尤其涉及制造用于能量储存装置内的干燥颗粒膜的方法和设备。
背景技术
具有多种不同类型的能量储存装置，用于给电子装置供电，包括例如电容器，例如，超级电容器或锂离子电容器、电池(例如，锂离子电池)以及燃料电池。能量储存装置可以包括一个或多个薄膜，例如，形成能量储存装置的电极的电极膜。电极膜可以包括一个或多个活性材料。薄膜可以包括原纤化粘结剂组分，原纤化粘结剂组分提供可以支持薄膜的一个或多个其他组分的多个原纤维(例如，为薄膜提供机械结构)。
通常可以使用机械原纤化处理执行电极膜的粘结剂组分的原纤化。电极膜的组分(包括电极膜的粘结剂组分)可以在设备中组合和混合，例如，搅拌机和/或喷射式粉碎机，在搅拌机和/或喷射式粉碎机中，可以在粘结剂组分上施加强剪切力，以操纵粘结剂组分，以便形成原纤维。粘结剂的原纤化可以促进形成原纤维矩阵、晶格和/或网络，在原纤维矩阵、晶格和/或网络中，可以支持电极膜的一个或多个其他组分，例如，活性电极材料。粘结剂组分的原纤维可以为电极膜提供期望的机械强度。例如，原纤维可以提供薄膜，所述薄膜对拉力、剪切力、压缩和/或扭应力具有期望的阻力，促进制造具有干燥颗粒电极膜的能量储存装置。
发明内容
一个实施方式包括一种用于原纤化电极膜的可原纤化粘结剂组分的方法。该实施方式可以包括：提供带负电荷的可原纤化粘结剂组分；并且通过在所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分上施加电场，原纤化所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分。
在一些实施方式中，施加电场，可以包括施加静电场。
在一些实施方式中，提供所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分可以包括将可原纤化粘结剂组分与电子供体接触。
在一些实施方式中，将可原纤化粘结剂组分与电子供体接触可以包括在所述可原纤化粘结剂组分上施加声力。所述电子供体可以包括原纤化设备的混合容器，其中，所述混合容器由具有亲和性的材料制成，以将电子提供给所述可原纤化粘结剂组分。在一些实施方式中，将可原纤化粘结剂组分与电子供体接触可以包括在所述混合容器上施加线性力和旋转力中的至少一个，以相对于所述可原纤化粘结剂组分移动所述混合容器。
在一些实施方式中，提供所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分可以包括将可原纤化粘结剂组分与混合介质接触。
在一些实施方式中，该方法可以进一步包括在所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分上施加电场之前，干燥所述可原纤化粘结剂组分。干燥所述可原纤化粘结剂组分可以包括在真空炉内加热所述可原纤化粘结剂组分。
在一些实施方式中，所述可原纤化粘结剂组分可以包括聚四氟乙烯。
另一个实施方式包括一种用于原纤化电极膜的粘结剂组分的系统。该实施方式包括：混合容器，其包括具有亲和性的材料，以将一个或多个电子提供给所述粘结剂组分；以及致动器，其被配置为在所述混合容器上施加力以使所述混合容器和所述粘结剂组分接触，并且在足以在所述粘结剂组分上产生静电力并且原纤化所述粘结剂组分的运动速度和范围内，相对于彼此移动所述混合容器和所述粘结剂组分。
在一些实施方式中，该系统可以进一步包括：粘结剂组分；以及混合介质，其包括具有亲和性的材料，以将负电荷从所述混合容器传输给所述粘结剂组分。所述混合介质可以包括与所述粘结剂组分相同的材料。在一些实施方式中，所述混合介质和粘结剂组分均包括聚四氟乙烯。
在一些实施方式中，所述致动器进一步被配置为在所述混合容器上施加力，以使所述混合介质与所述混合容器和所述粘结剂组分中的至少一个接触。
在一些实施方式中，所述致动器被配置为在所述粘结剂组分上施加声力。在一些实施方式中，所述致动器被配置为在所述混合容器上施加线性力和旋转力中的至少一个。
在一些实施方式中，所述混合容器可以由铝材料制成。在一些实施方式中，所述混合介质可以包括与所述混合容器相同的材料，例如，铝材料。
在一些实施方式中，该系统可以进一步包括混合器，用于将所述粘结剂组分与所述电极膜的一个或多个其他组分进行组合。该系统可以包括低剪切混合器，用于将所述粘结剂组分与所述电极膜混合物的一个或多个其他组分进行组合。在一些实施方式中，该系统可以进一步包括烤炉，用于干燥电极膜的一个或多个其他组分干燥和粘结剂组分。
另一个实施方式包括一种系统，该系统可以具有：电场发生器；容器；以及可原纤化粘结剂组分。所述电场发生器可以被配置为将电场施加至所述可原纤化粘结剂组分，并且在所述可原纤化粘结剂组分包含在容器内时，通过电场原纤化所述可原纤化粘结剂组分。
为了概述本发明和超过先有技术实现的优点，在本文中描述某些目标和优点。当然，要理解的是，根据任何特定的实施方式，不需要实现所有这种目标或优点。因此，例如，本领域的技术人员会认识到，可以通过可以实现或优化一个优点或一组优点的方式，体现或执行本发明，不必实现其他目标或优点。
所有这些实施方式旨在位于在本文中公开的本发明的范围内。通过参考附图的以下详细描述，对于本领域的技术人员，这些和其他实施方式显而易见，本发明不限于任何特别公开的实施方式。
附图说明
参考某些实施方式的附图，描述本公开的这些和其他特征、方面以及优点，其旨在示出某些实施方式，而非限制本发明。
图1示出了在集电器的表面上包括电极膜的能量储存装置的实例的剖视图；
图2示出了用于在电场之下原纤化电极膜的粘结剂组分的设备的实例的示意图；
图3示出了用于在电场之下原纤化电极膜的粘结剂组分的设备的另一个实例的透视图；
图4示出了用于原纤化电极膜的粘结剂组分的过程的实例；
图5示出了用于制造包括原纤化粘结剂组分的电极膜的过程的实例；
图6A示出电极膜的放大5k×的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图6B示出在图6A示出的电极膜的放大1k×的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图7A示出电极膜的放大5k×的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图7B示出在图7A示出的电极膜的放大1k×的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图8A示出电极膜的放大5k×的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图8B示出在图8A示出的电极膜的放大1k×的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图9A示出电极膜的放大5k×的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图9B示出在图9A示出的电极膜的放大1k×的扫描电子显微镜(SEM)图像。
具体实施方式
虽然下面描述了某些实施方式和实例，但是本领域的技术人员会理解的是，本发明延伸超过特别公开的实施方式和/或使用以及明显修改及其等同物。因此，其目的在于，在本文中公开的发明范围不应受到下面描述的任何特定实施方式限制。
如在本文中所描述的，粘结剂原纤化的机械处理可以包括在粘结剂上施加高剪切力。然而，施加高剪切力的机械原纤化处理可以造成电极膜混合物的活性材料组分的损坏。例如，活性材料组分(例如，电极膜混合物的碳组分)的一个或多个表面性能可以被强剪切力改变(这种改变是被希望的)，减少活性材料组分的化学和/或电气性能。在高剪切应力下在混合器内混合电极膜组分，还可以有助于局部加热在混合器内的电极膜组分。这种加热可以进一步有助于减少电极膜的一个或多个活性材料组分的化学和/或电气性能，和/或可以提供粘结剂组分的无效的和/或不均匀地原纤化。
一个实施方式包括制造电极膜的方法，该方法包括使用电场原纤化粘结剂组分。带负电荷的原纤化粘结剂组分可以经受电场，使得带负电荷的原纤化粘结剂组分由电场操纵，以实现粘结剂组分的原纤化。在一个实施方式中，负电荷可以放在粘结剂组分上，以提供带负电荷的粘结剂组分。例如，粘结剂组分(即，电子受体)可以由具有亲和性的材料制成，以从具有亲和性的材料(即，电子供体)处接收一个或多个电子，其中，具有亲和性的材料(即，电子供体)将一个或多个电子提供给粘结剂组分。合适的粘结剂组分可以由具有高介电常数的材料制成，例如，聚乙烯(PE)和/或聚四氟乙烯(PTFE)。电子供体的合适材料可以包括例如铝。在一些实施方式中，粘结剂组分可以与电子供体接触，以将负电荷从电子供体传输给粘结剂组分。
在一些实施方式中，电场可以是静电场。在一些实施方式中，用于原纤化电极膜的粘结剂组分的设备可以被配置为产生静电场。在一些实施方式中，原纤化设备可以被配置为将一个或多个负电荷放在粘结剂组分上，使得粘结剂组分可以由静电场操纵，并且粘结剂组分可以被原纤化。在一些实施方式中，原纤化设备可以包括混合容器，用于将负电荷提供给粘结剂组分。在一些实施方式中，原纤化设备可以包括混合介质，用于促进电荷在混合容器与粘结剂组分之间传输。在一些实施方式中，混合介质可以将负电荷提供给粘结剂组分。在混合介质、混合容器和/或电极膜粘结剂组分之间的接触可以促进将电子从混合容器和/或混合介质传输给电极粘结剂组分，和/或产生静电场。混合容器、混合介质和/或电极膜粘结剂组分相对于彼此的运动可以促进传输电子和产生静电场。通过给混合容器、混合介质和/或电极膜粘结剂组分(包括包含电极膜粘结剂组分的电极膜混合物)施加力，可以促进这种接触和/或运动。例如，用于原纤化粘结剂组分的设备可以被配置为产生静电场和将包括聚四氟乙烯(PTFE)的粘结剂组分暴露给静电场，使得可以实现PTFE粘结剂组分的原纤化。
在一些实施方式中，使用静电场的原纤化处理可以促进在电极膜的一个或多个组分上施加减小的剪切应力的处理。在电极膜的组分上施加的剪切力可以在静电场原纤化处理中大幅减少。在一些实施方式中，静电场原纤化处理可以促进给电极膜的组分施加可忽略的剪切应力的处理。在一些实施方式中，减小剪切应力，可以有助于，例如，相对于传统的基于剪切的原纤化处理，减少对电极膜的一个或多个组分的损害。例如，相对于混合物中的粘结剂组分原纤化之前的那些特征，在使用静电场原纤化处理时，可以保持在电极混合物内的活性材料组分(例如，活性碳)的电化学特征。在一些实施方式中，静电原纤化处理可以促进有效原纤化，同时保持电极膜的活性材料组分的物理和/或电化学完整性。
在一些实施方式中，能量储存装置(包括超级电容器、电池和/或基于锂的能量储存装置，例如，锂离子电容器和/或锂离子电池)可以具有电极膜，所述电极膜由可原纤化粘结剂组分制成,可原纤化粘结剂组分使用静电原纤化处理被原纤化。在一些实施方式中，在电极混合物内保持活性材料组分的一个或多个电化学特征对于能量储存装置可以特别有利，所述能量储存装置具有对活性材料组分的完整性更敏感的电气性能。在一些实施方式中，在电极混合物内保持活性材料组分的一个或多个电化学特征对于电池(包括锂离子电池)可以特别有利。
在一些实施方式中，可以将使用电场原纤化粘结剂组分有利地整合到一个或多个用于制造电极膜的干燥处理内。这里使用的干燥处理可以表示在没有或者基本上没有溶剂时执行的电极制造的一个或多个处理，包括使用仅仅或基本上仅仅干燥颗粒的处理。在一些实施方式中，使用电场原纤化粘结剂组分，可以整合到用于制造电极膜的干燥处理内，以提供独立式干颗粒薄膜。
在一些实施方式中，使用电场(例如，静电场)来原纤化电极膜的粘结剂组分可以有利地促进更有效的原纤化处理。例如，相对于传统的基于剪切的原纤化处理，静电原纤化处理可以提供来自大量粘结剂材料的更大数量的原纤维、在所形成的原纤维内的更大均匀性和/或所形成的原纤维的更高机械强度。
在一些实施方式中，相对于传统的基于剪切的原纤化处理，使用电场(例如，静电场)原纤化，可以促进将所使用的粘结剂材料在重量上减少大约5％，包括将所使用的粘结剂材料在重量上减少大约2％。相对于通过传统的基于剪切的原纤化处理形成的电极膜，减少活性材料组分的粘结剂内容和/或提高其电化学完整性，可以促进提高电极膜的电气性能(例如，提高装置等效的串联电阻ESR性能)。在一些实施方式中，与包括使用传统的基于剪切的原纤化处理制造的电极膜的超级电容器相比，包括使用电场(例如，静电原纤化)制造的电极膜的超级电容器可以显示将ESR减少高达大约25％。在一些实施方式中，相对于使用传统的基于剪切的原纤化处理在相似的条件下制备的能量储存装置，包括由使用电场(例如，静电原纤化处理)原纤化的粘结剂组分制成的一个或多个电极膜的能量储存装置可以在功率和/或能量性能上提高至少大约10％到20％。
图1示出了能量储存装置100的实例。能量储存装置100可以包括超级电容器和/或电池。能量储存装置100可以包括第一电极102、第二电极104以及位于第一电极102与第二电极104之间的分离器106。分离器可以被配置为电气隔离与分离器的相反侧相邻的两个电极，例如，第一电极102和第二电极104，同时允许在这两个相邻电极之间离子通信。分离器106可以由各种多孔电绝缘材料制成。在一些实施方式中，分离器106可以由聚合物材料制成。例如，分离器106可以由纤维素材料(例如，纸)和/或聚丙烯材料制成。
在一些实施方式中，第一电极102和/或第二电极104可以分别包括第一集电器108和第二集电器110，用于在对应的电极与外部电路之间促进电气耦合。第一集电器108和/或第二集电器110可以由多种合适的导电材料的任何组合制成。第一集电器108和/或第二集电器110可以具有适合于在对应的电极与外部终端(例如，外部电路的终端)之间促进传输电荷的各种形状和/或尺寸。例如，集电器可以包括金属材料，例如，铝、镍、铜和/或银材料。例如，第一集电器108和/或第二集电器110可以包括具有矩形形状或基本上矩形形状的铝箔。
参考图1，第一电极102和第二电极104可以分别在电极集电器108、110的第一表面和第二相反表面上包括电极膜112、114以及116、118。电极膜112、114、116和/或118可以具有各种合适的形状、尺寸和/或厚度。例如，电极膜可以具有大约100微米到大约250微米的厚度。
在一些实施方式中，一个或多个电极膜112、114、116以及118可以由包含多个干燥颗粒的电极膜混合物制成。在一些实施方式中，一个或多个电极膜112、114、116以及118可以由包括一个或多个基于碳的电活性组分(即，“活性碳”)的电极膜混合物制成，电活性组分包括例如多孔碳材料，例如，活性碳(例如，从位于日本大阪的Kuraray Chemical公司可购买到)。在一些实施方式中，电极膜混合物可以包括石墨、软碳和/或硬碳。在一些实施方式中，电极膜混合物可以包括一个或多个添加剂，包括例如用于提高电极膜的导电性的一个或多个添加剂(即，“导电碳”)。例如，电极膜混合物可以包括导电碳组分，例如，导电碳黑(例如，从位于瑞士Bodio的Timcal Graphite&Carbon可购买到的
Figure GDA0001202871890000091
)。
电极膜混合物可以包括用于增强电极膜的结构完整性的一个或多个添加剂，例如，粘结剂组分。在一些实施方式中，粘结剂组分可以包括具有更大介电常数的各种聚合物中的一个或多个。在一些实施方式中，聚乙烯(PE)可以是合适的，包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。在一些实施方式中，聚四氟乙烯(PTFE)是合适的。能够从电子供体中接收一个或多个电子的聚合物可以是合适的粘结剂。粘结剂组分可以是可原纤化的粘结剂。例如，一个或多个电极膜112、114、116、118可以包括由使用电场原纤化(例如，静电原纤化处理)的可原纤化粘结剂组分制成的原纤化粘结剂组分。如在本文中所使用的，本领域的技术人员可以使用可用的科学设备和方法(例如，通过观察原纤维的尺寸和/或数量)在结构上区分原纤化粘结剂组分和可原纤化粘结剂组分。
可以选择电极膜112、114、116和/或118的成分，以使能期望的电极电容和/或电阻性能。在一些实施方式中，一个或多个电极膜112、114、116以及118可以由大约50％到大约99％重量百分比(例如，包括大约85％到大约90％重量百分比)的活性碳、高达大约20％重量百分比(例如，包括大约0.5％到大约15％重量百分比，包括大约5％到大约10％重量百分比)的粘结剂材料以及高达大约25％重量百分比(例如，包括大约1％到大约10％重量百分比)的导电性促进材料制成。
在一个实施方式中，电极膜混合物可以包括大约70克到大约100克(例如，大约90克)的活性碳、高达大约5克的导电碳添加剂组分(例如，大约2克的导电碳黑材料)。电极膜混合物可以包括作为粘结剂组分的聚四氟乙烯(PTFE)。例如，电极膜混合物可以包括大约5％重量百分比到大约10％重量百分比的粘结剂组分。
在一些实施方式中，可以使用干燥电极处理方法制造一个或多个电极102、104。在干燥处理中，例如，可以混合包括电极膜的组分(例如，电活性材料、导电性促进材料和/或粘结剂材料)的电极膜混合物，以形成混合物。在一些实施方式中，压缩混合的混合物，以形成薄膜状结构，例如，电极膜112、114、116以及118。在一些实施方式中，电极膜112、114、116以及118可以压延在对应的集电器表面上。
形成一个或多个电极膜112、114、116以及118通常还可以包括粘结剂组分的原纤化。例如，粘结剂组分的原纤化可以形成原纤维，例如，原纤维网络，所述原纤维可以提供矩阵状结构，用于支持电极膜的一个或多个其他组分，例如，活性碳和/或导电碳黑。
在一些实施方式中，电场可以用于促进电极膜粘结剂组分的原纤化。如在本文中所述，合适的粘结剂组分可以包括具有亲和性的一个或多个聚合物，以接收电子供体的一个或多个电子。例如，粘结剂组分的合适聚合物可以具有更大的介电常数或者能够容易接受电子供体的一个或多个电子的聚合物。电场可以在携带一个或多个负电荷的粘结剂组分(例如，接收了电子供体的一个或多个电子的粘结剂组分)上施加力，以便促进粘结剂组分的原纤化。
如在本文中进一步所述，相对于经受本文中描述的电场处理的这些材料的性能，在经受传统的高剪切处理(例如，喷射研磨或混合)时，活性碳和/或导电碳的电气、化学和/或机械性能可以不可取地改变。例如，在活性碳和/或导电碳与可原纤化粘结剂混合并且经受高剪切原纤化处理以原纤化粘结剂时，活性碳和/或导电碳可以不可取地改变，造成由这些组分形成的电极膜的性能下降。在相同的电极组分组合时，减少或消除了这种性能下降，但是粘结剂反而通过电场原纤化，例如，通过静电原纤化处理。此外，相对于传统的高剪切处理，可原纤化粘结剂可以在电场内更有效地原纤化，产生减少粘结剂使用的更有效的电极。
图2是设备的实例的示意图，例如，该设备可以是电场发生器150，其被配置为给多个带电荷的颗粒(例如，可原纤化粘结剂颗粒158)施加电场(例如，静电场或其他电场)。设备150可以包括第一电荷部分152和第二相反电荷部分154。例如，第一电荷部分152可以具有正电荷，并且第二相反电荷部分154可以具有负电荷。如箭头156所示，可以提供从带正电荷的部分152延伸到带负电荷的部分154的电场，例如，在这两个带电荷的部分152、154之间。由带正电荷的部分152和带负电荷的部分154提供的电场可以在向暴露于电场的带电荷的颗粒158上施加电力，例如，静电力。在暴露于电场中时，带电荷的颗粒158的化学、电气和/或机械性能可以改变。例如，带电荷的颗粒158可由在第一电荷部分152和第二相反电荷部分154之间提供的电场在颗粒158上施加的力原纤化。
在一些实施方式中，带电荷的粘合剂颗粒158可以具有负电荷。如在本文中所述，通过接受电子供体的一个或多个电子，粘合剂颗粒158可以获取负电荷。例如，由设备150的带电荷的部分152、154产生的电场可以在带负电荷的粘结剂颗粒上施加力，以原纤化粘结剂颗粒。在一些实施方式中，如在本文中进一步详细所述，混合容器可以包括第一电荷部分152，并且混合介质可以包括第二电荷部分154。例如，混合容器可以给混合介质提供一个或多个电子，混合容器获取正电荷并且混合介质获取负电荷。电场(例如，静电场)可以由带正电荷的混合容器以及带负电荷的混合介质生成。不受到任何特定理论或操作模式的限制，例如，由产生的电场在一个或多个带负电荷的粘结剂颗粒上施加的力可以改变其性能，从而原纤化粘结剂颗粒。在一些实施方式中，在混合容器内的带负电荷的粘结剂颗粒可以有助于在带电荷的粘结剂颗粒上施加力的电场原纤化粘结剂颗粒。
图3示出了用于原纤化电极膜粘结剂组分的原纤化设备200的实例。原纤化设备200可以包括具有内部体积的混合容器202，其被配置为接收电极膜混合物206(包括粘结剂组分)。在一些实施方式中，设备200可以包括混合介质204，用于促进混合电极膜混合物206并且原纤化在混合物206内的粘结剂组分。例如，同时容纳在内部体积内时，可以混合混合介质204和电极膜混合物206，以实现在混合物206内的粘结剂组分的原纤化。
混合容器202的内部体积可以具有适合于包含混合介质204和电极膜混合物206的各种合适的形状和/或尺寸。在一些实施方式中，混合容器202的内部体积可以具有圆柱形或者基本上圆柱形形状。在一些实施方式中，混合容器202的内部体积可以具有球形或者基本上球形形状。在一些实施方式中，混合容器202的内部体积可以包括这样的形状：该形状被配置为促进增大用于接触在混合容器202内的一个或多个组分的表面面积接触和/或促进这些组分与容器202本身之间的接触。例如，混合容器202的内部体积可以包括这样的形状：该形状被配置为提供在混合介质204和/或电极膜混合物206与混合容器202之间，和/或在混合介质204和电极膜混合物206之间接触的期望的表面面积。
可以基于各种因素(包括例如用于在混合容器202内处理的电极膜混合物的量、混合介质204的材料和/或电极膜粘结剂组分的成分)，选择混合容器202的内部体积的尺寸。在一些实施方式中，在大量电极膜混合物206和/或混合介质204包含在用于处理的容器202内时，可以选择混合容器202的内部体积的尺寸，以提供电极膜混合物206和/或混合介质204可以相对于混合容器202和/或彼此在其内移动的充足空间。例如，在包含、混合电极膜混合物206并且原纤化粘结剂组分时，混合容器202的内部体积可以包括大量未占据的死区。例如，相对于电极膜混合物206和混合介质204的体积，混合容器202可以具有充足尺寸的内部体积，以促进电极膜混合物206和/或混合介质204充分移动，以在混合容器202和混合介质204之间、在电极膜混合物206和混合介质204之间、和/或在电极膜混合物206和混合容器202之间提供期望的接触。在处理期间，相对于包含在容器202内的组分(例如，电极膜混合物206和混合介质204)，给在容器202内的内部体积提供充分的死区(dead space)，可以促进原纤化电极膜粘结剂组分。在一些实施方式中，混合容器202的体积足以促进产生静电场，以便提供电极膜粘结剂组分的原纤化。在一些实施方式中，混合容器202的内部体积可以具有大约5％到大约45％的死区，包括大约5％到大约35％的死区，内部体积的剩余部分包含电极膜混合物206或混合介质204和电极膜混合物206。在一些实施方式中，混合容器202的内部体积可以具有大约5％到大约20％的死区，包括大约5％到大约10％的死区，内部体积的剩余部分包含电极膜混合物206或混合介质204和电极膜混合物206。
在容器202内产生静电场时，包括太大的死区的混合容器202可以降低效率，减少或阻止电极膜混合物206的粘结剂组分的原纤化。具有太小的死区的混合容器202可以减少或阻止混合介质204和/或电极膜混合物206在容器202内的期望运动，减少或阻止电极膜混合物206的粘结剂组分的原纤化。
混合容器202可以由具有更大亲和性的材料(包括天然和/或合成材料)制成以提供电子。例如，混合容器202可以包括具有亲和性的材料，以给混合介质204和/或电极膜混合物206的粘结剂组分提供电子。在一些实施方式中，混合容器202可以由包括金属的材料制成。在一些实施方式中，混合容器202可以由铝、铅和/或其合金制成。在一些实施方式中，混合容器202可以由包括皮革、毛皮、玻璃、聚酰胺(例如，尼龙)、丝、纤维素(例如，纸)和/或其组合的材料制成。在一些实施方式中，至少混合容器202的一部分可以涂有具有亲和性的一种或多种材料，以提供电子。例如，混合容器202的一个或多个表面可以涂有铝。在一些实施方式中，被配置为与混合介质204和/或电极膜混合物206接触的混合容器202的所有或基本上所有表面(例如，混合容器202的所有或基本上所有内部表面)涂有铝。在一些实施方式中，混合容器202的一个或多个表面可以涂有铅，包括被配置为与混合介质204和/或电极膜混合物206接触的一个或多个表面。
可以基于各种因素(包括例如电极膜粘结剂组分的材料和/或混合容器202的材料)，选择混合介质204的材料。在一些实施方式中，混合介质204可以由具有接受混合容器202的一个或多个电子的期望趋势的材料制成。例如，相对于可以是电子供体的混合容器202，混合介质204可以是电子受体。在一些实施方式中，混合介质204可以具有充足的亲和性，以将一个或多个电子提供给电极膜粘结剂组分。通过这种方式，相对于电极膜粘结剂组分，混合介质204可以是电子供体。在一些实施方式中，混合介质204可以由具有接受混合容器202的一个或多个电子的充分趋势的材料制成，同时，该材料具有将一个或多个电子提供给电子薄膜粘结剂组分的充分趋势。例如，混合介质204可以被配置为将一个或多个电子从混合容器202传输至电极膜粘结剂组分。在一些实施方式中，混合介质204可以由具有与混合容器202相同或相似或更低亲和性的用于提供负电荷的材料制成，使得混合容器202可以利用混合容器202与混合介质204之间的接触将负电荷传输至混合介质204。在一些实施方式中，混合介质204可以包括具有与粘结剂组分相同或相似或更低亲和性的用于接受负电荷的材料，使得可以利用混合介质204和粘结剂组分之间的接触容易地将电荷从混合介质204传输给粘结剂组分。
在一些实施方式中，混合介质204可以由天然和/或合成材料制成，包括例如木头、琥珀、橡胶、硅和/或其组合。在一些实施方式中，混合介质204可以由金属材料制成，包括铝、镍、铜、黄铜、银、金、铂和/或其组合。在一些实施方式中，混合介质204可以由聚合物材料制成，例如，聚酯、聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE，例如，
Figure GDA0001202871890000151
)和/或其组合。在一些实施方式中，可以基于保持混合介质204的期望的化学和/或物理完整性的容易性，选择混合介质204。例如，可以基于在使用之后清洁和/或恢复混合介质的一个或多个性能的容易性，选择混合介质204。在一些实施方式中，混合介质204可以由铝制成，以提供将负电荷从混合容器202到电极膜混合物206的粘结剂组分的传输。例如，混合介质204可以包括由铝制成的多个单元。
粘结剂组分包括可原纤化粘结剂，或者可以基本上由可原纤化粘结剂组成或由可原纤化粘结剂组成。例如，在一些实施方式中，粘结剂组分包括聚四氟乙烯(PTFE)。在一些实施方式中，混合介质204包括具有将电子提供给聚四氟乙烯的期望的趋势的材料。在一些实施方式中，混合介质204可以包括具有与聚四氟乙烯相似或相同的接受负电荷的趋势的材料。例如，混合介质204可以包括聚四氟乙烯。在一些实施方式中，混合介质204可以包括具有比聚四氟乙烯更低的接受负电荷的趋势的材料。在一些实施方式中，粘结剂组分包括聚乙烯(PE)，包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。在一些实施方式中，混合介质204包括具有将电子提供给聚乙烯和/或超高分子量聚乙烯的趋势的材料。例如，混合介质204可以包括与聚乙烯大约相同或更低的接受负电荷的趋势的材料。
混合介质204可以包括多个单元，其具有适合于促进在本文中描述的静电原纤化的各种合适的尺寸和/或形状。在一些实施方式中，混合介质204的一个或多个单元可以包括这样一种形状：被配置为提供期望的表面面积用于与混合容器202和/或电极膜混合物206接触。在一些实施方式中，混合介质204的每个单元可以具有球形或基本上球形形状。例如，混合介质204可以包括多个金属单元和/或聚合物单元。在一些实施方式中，混合介质204可以提供具有球形或基本上球形形状的多个聚四氟乙烯(例如，
Figure GDA0001202871890000161
)单元。在混合介质内的单元可以包括各种其他三维形状，例如，杆、销、立方体、金字塔等，并且不限于球形形状。
可以基于多个因素，选择混合介质204的一个或多个单元的尺寸。例如，在提供充分尺寸的单元以促进粘结剂组分的原纤化的同时，可以基于提供更大表面面积(用于与混合容器202和/或电极膜粘合剂组分接触和/或用于携带从混合容器202中接收的负电荷)的平衡，选择混合介质204的单元的尺寸。例如，通过充分的质量，混合介质的单元可以具有适合于促进混合电极膜混合物的尺寸。在一些实施方式中，混合介质204可以包括多个球形或基本上球形单元，其具有大约1毫米(mm)到大约40mm的直径，包括大约5mm到大约15mm。例如，每个球形或基本上球形单元可以具有大约12mm的直径。要理解的是，这些尺寸可以同样适用于非球形实施方式。例如，混合介质204可以包括具有非球形三维形状的单元，这些单元具有与上述直径对应的一个或多个尺寸(例如，长度、宽度、高度、直径)。例如，可以使用具有相似直径的圆柱形杆。
可以基于多个因素，选择包含在原纤化设备200内的混合介质204的量(相对于其他组分)。例如，所使用的混合介质204的量可以基于混合介质204本身的成分。所使用的混合介质204的量可以基于原纤化设备200所处理的电极膜混合物的量和/或类型。例如，可以选择混合介质204的量，以促进在电极膜粘结剂组分、混合介质之间和/或混合容器202之间增加接触。可以选择混合介质204的量，以促进将电荷传输给粘结剂组分和/或产生静电场。可以基于一个或多个以上因素，选择混合介质204的量，同时也减少所使用的混合介质204的量。混合介质204的减少量可以增大可在混合容器202内处理的电极膜混合物206的量。在一些实施方式中，混合介质204可以是电极膜混合物206的重量的大约2倍或大约10倍，包括电极膜混合物206的重量的大约3倍或大约8倍。例如，混合介质204可以是电极膜混合物206的重量的大约8倍。在一些实施方式中，混合介质204可以具有所处理的电极膜混合物206(包括包含聚四氟乙烯粘结剂组分的电极膜混合物)的重量的大约8倍的重量。基于混合介质与电极膜混合物之间的重量的这种比率可以提高组分之间的表面接触和电子供给，同时增大正被压缩的电极膜混合物的量。
如上所述，在混合介质、混合容器和/或电极膜粘结剂组分之间的接触可以有助于将电子从混合介质和/或混合容器中传输给电极粘结剂组分。在这些组分之间的这种接触可以促进产生静电场，用于操纵带负电荷的可原纤化的电极膜粘结剂组分。通过相对于彼此移动混合容器、混合介质和/或电极膜粘结剂组分，例如，通过在混合容器、混合介质和/或电极膜粘结剂组分上施加力，可以提供该电子传输和电场生成。
混合容器202可以通过各种方式移动。例如，混合容器可以手动或自动移动。原纤化设备200可以包括一个或多个装置，例如，在图3示意性示出的致动器201，用于在混合容器202上施加线性和/或旋转力。这种力可以在一个或多个方向转化成混合容器202的运动。致动器201可以包括一个或多个马达、线性致动器、滑轨、轴承或能够在容器202与另一个支撑元件(例如，基底203)之间提供相对运动的多个合适装置中的任一个。在一些实施方式中，混合容器202可以在横向移动(例如，水平地，如水平箭头208所示，或者移动到在图3示出的视图的水平面内)。混合容器202可以在垂直方向移动(例如，垂直地，如在图3的垂直箭头210所示)。混合容器202可以在成角度的方向移动(例如，在大于0的角度θ方向，而非相对于水平面(例如，地面)的直角，例如，如在图3的成角度的箭头212所示)。在一些实施方式中，混合容器202可以在顺时针方向(箭头214)或者在逆时针方向(箭头216)旋转。容器可以被配置为在多个不同长度(弧)和模式中的任一个中移动，并且可以在任何上述方向中的一个或多个方向，通过振动、振荡、超声处理或者通过其他方法移动。在一些实施方式中，可以选择至混合容器的力的幅度和/或施加的力的重复率，以促进电极膜混合物206的电极膜粘结剂组分的有效原纤化。例如，可以基于混合容器、混合介质、电极膜混合物和/或电极膜粘结剂组分的重量和/或材料，选择施加的力的幅度和/或施加的力的重复率。合适的致动器201的实例可以包括油漆搅拌器、声音混合器等。在一些实施方式中，致动器201可以包括谐振声音混合器。
在一些实施方式中，可以给混合介质和/或电极膜混合物施加力，以相对于彼此转移和移动混合介质、电极膜混合物(包括其粘结剂组分)以及混合容器中的两个或多个。例如，致动器可以使用超声处理来搅动混合介质和/或电极膜混合物。可以基于多个参数(例如，混合容器、混合介质、电极膜混合物和/或电极膜粘结剂组分的重量和/或材料)，选择超声处理的频率。
在一些实施方式中，原纤化设备200可以包括一个或多个组分，其被配置为防止或者基本上防止混合容器202的放电，例如，向电气地面的放电。在一些实施方式中，混合容器202可以包括电气绝缘或基本上电气绝缘的外壳。例如，外壳可以封闭或基本上封闭混合容器202，以防止混合容器202向地面释放电荷。在一些实施方式中，混合容器202可以放在设备上，例如，由电气绝缘或基本上电气绝缘材料制成的支架，以防止或基本上防止混合容器202的放电。混合容器壳和/或混合容器放在其上的设备可以由电气绝缘材料制成，和/或可以涂有电气绝缘材料。
图4示出了使用静电场原纤化电极膜粘结剂组分的过程300的实例，例如，适合用于超级电容器和/或电池内的电极膜。在方框302中，混合介质(例如，参考图3描述的混合介质204)可以在混合容器(例如，参考图3描述的混合容器202)内与电极膜的组分组合。电极膜的组分可以包括可原纤化粘结剂，在与其他电极膜组分(例如，活性和/或导电碳)混合时，所述可原纤化粘结剂形成电极膜混合物。在方框304中，可以给混合容器、混合介质和/或电极膜组分施加力。该力促进混合容器、混合介质和/或电极膜粘结剂组分相对于彼此运动，和/或促进在电极膜粘结剂、混合介质和/或混合容器之间接触。这种运动和/或接触可以造成粘结剂组分原纤化。例如，可以给混合容器施加力，例如，通过沿着一个或多个方向(例如，水平、垂直和/或除了水平或垂直以外的角度)摇动混合容器和/或通过旋转混合容器。例如，可以给混合组分和/或混合介质施加力(例如，声力)。
图5示出了用于制造能量储存装置的电极膜的过程400的实例。在方框402中，用于电极膜的组分可以组合。例如，包括电极膜粘结剂组分的电极膜的组分和其他组分(例如，活性碳组分和/或导电碳黑组分)可以组合。在组合期间或之后，这些组分可以混合以形成均匀的或基本上均匀的电极膜混合物。在一些实施方式中，电极膜混合物的组分可以经受通用化处理。例如，通用化处理可以均匀地或者基本上均匀地混合电极膜混合物的组分，例如，产生均匀的或基本上均匀的混合物。可以在各种合适的更低剪切混合设备(包括例如辊式混合器和/或声音混合器)中，执行电极膜的组分的混合和/或普遍化。在一些实施方式中，更低剪切混合器可以包括谐振声音混合器。
可以在某个时间段内执行混合处理，以实现电极膜组分的期望程度的混合。在一些实施方式中，电极膜混合物可以在辊式混合器内混合大约12个小时到大约20个小时，以实现期望水平的混合。在方框404中，电极膜混合物可以经受干燥处理。可以在烤炉内执行电极膜混合物的干燥，例如，真空炉。干燥处理可以帮助从电极膜的一个或多个组分中去除水分，以促进更有效的原纤化处理。例如，从电极膜混合物中去除残余水分可以促进将负电荷从混合容器和/或混合介质传输给电极膜粘结剂组分，和/或产生静电场，用于操纵带负电荷的电极膜粘结剂组分。例如，可以基于正在干燥的混合物的量和/或期望的干燥程度(例如，期望的水分去除量)，选择干燥处理的温度和/或持续时间。在一些实施方式中，可以在大约70℃到大约100℃(包括大约80℃到大约90℃)的温度下，执行干燥处理。干燥处理可以执行大约5分钟到大约20个小时，包括例如从大约5个小时到大约15个小时。例如，干燥处理可以在大约85℃的温度下执行大约12个小时。在一些实施方式中，电极膜的组分可以不经受干燥处理。
在方框406中，电极膜混合物(例如，包括经受干燥处理的组分的混合物)在原纤化设备(例如，图3的原纤化设备200)的混合容器内与混合介质组合。在方框408中，可以给混合容器、混合介质和/或电极膜混合物施加力，使得混合容器、混合介质和/或电极膜混合物可以相对于彼此移动，和/或促进在电极膜粘结剂组分、混合介质和/或混合容器之间接触。可以选择在方框408中施加的力，以促进增大在混合容器、混合介质和/或电极膜混合物(包括粘结剂组分)之间接触。不受到理论或任何操作模式的限制，在混合容器、混合介质和/或电极膜粘结剂组分之间的更大接触可以促进增加将电子从混合容器和/或混合介质中传输给粘结剂组分，和/或提高产生期望的静电场，用于促进粘结剂组分的原纤化。例如，在混合容器、混合介质和/或电极膜粘结剂组分之间的更大接触可以促进产生更均匀的静电场，在粘结剂原纤化处理中促进提高效率和/或均匀性。在一些实施方式中，通过施加线性或基本上线性的力，以沿着一个或多个方向(例如，水平、垂直和/或成角度的方向)和/或沿着围绕轴(例如，水平、垂直和/或成角度的轴)的弧形路径来回移动容器，可以摇动混合容器。在一些实施方式中，可以给混合容器施加旋转力。在一些实施方式中，可以给混合介质和/或电极膜混合物施加力，包括例如声力(例如，超声处理)。
在方框410中，可以压延电极膜混合物以形成电极膜(例如，图1的一个或多个电极膜112、114、116、118)。例如，可以压延薄膜混合物以形成独立薄膜。在一些实施方式中，电极膜可以形成在能量储存装置集电器(例如，图1的一个或多个集电器108、110)的一个或多个表面之上。在一些实施方式中，电极膜可以直接在集电器的表面上压延。在一些实施方式中，粘合剂材料可以用于促进电极膜粘附至集电器的表面。
比较使用电极薄膜(经受基于剪切的原纤化)制造的第一超级电容器(例如在钮扣电池配置中)的电气性能和包括电极膜(使用电场原纤化处理制造的)的第二超级电容器的电气性能。这两个超级电容器的电极包括粘结剂组分(包含聚四氟乙烯、活性碳以及导电碳黑组分)。这两个超级电容器的制造包括在相应的集电器上压延原纤化电极膜混合物。使用干燥颗粒电极膜混合物制造这两个超级电容器的电极。使用混合物制造这两个超级电容器的这两个电极，这些混合物包括具有大约8％重量百分比到大约10％重量百分比的可原纤化粘结剂组分、大约0.5％重量百分比到大约2％重量百分比的碳黑组分以及大约88％重量百分比到大约92％重量百分比的活性碳组分。
包括经受基于剪切的原纤化的电极的钮扣电池超级电容器显示了大约1.22欧姆(Ω)的等效串联电阻(ESR)和大约0.606法拉(F)的电容。包括经受静电场原纤化的电极的钮扣电池超级电容器显示了大约0.91Ω的ESR和大约0.588F的电容。通过比较所示，包括使用静电场原纤化制造的电极的钮扣电池超级电容器显示了比包括使用基于剪切的原纤化制造的电极的超级电容器的ESR低大约25％的ESR，同时保持和包括使用基于剪切的原纤化制造的电极的超级电容器的电容性能一样的可比较的电容性能。
图6A-图9B示出了由各种相应的干燥颗粒电极膜混合物制成的各种电极膜的剖视图的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图6A和图6B示出了电极膜500的剖视图的两个扫描电子显微镜(SEM)图像。图6A示出放大5k×的电极膜500的剖视图，并且图6B示出放大1k×的电极膜500的剖视图。制造在图6A和图6B示出的电极膜500，无需或者基本上无需电极膜混合物经受与原纤化设备(例如，参考图3描述的原纤化设备200)的混合介质和/或混合容器的反复接触的处理。使用具有在混合设备中组合(例如，在辊式混合器内混合至少大约12个小时)的组分的电极膜混合物形成电极膜500，使得电极膜500的组分均匀地或者基本上均匀地混合，并且其中，电极膜混合物在真空炉内干燥(例如，在大约85℃下持续大约12个小时)，以促进去除任何残余水分。电极膜500包括活性碳组分、导电碳黑组分以及包括聚四氟乙烯(PTFE)的粘结剂组分。干燥的电极膜混合物随后被压延以形成电极膜500，无需或者基本上无需在原纤化设备内摇动和/或搅动电极膜混合物以在电极膜粘结剂组分与原纤化设备之间提供反复接触的处理。图6A和图6B示出了在电极膜内形成最少的和/或不形成或者基本上不形成原纤维。通过更高的放大，图6A示出了分散在电极膜500的活性碳组分504之中的PTFE颗粒502的更清晰的视图。在图6A中可以看出，电极膜500不包括或者基本上不包括任何PTFE原纤维。
图7A和图7B示出了电极膜600的剖视图的两个扫描电子显微镜(SEM)图像。图7A示出放大5k×的电极膜600的剖视图，并且图7B示出放大1k×的电极膜600的剖视图。电极膜600的组分在混合设备中组合(例如，辊式混合器，持续至少大约12个小时)。电极膜600包括与电极膜500相同或基本上相同的成分(包括活性碳组分、导电碳黑组分以及包括聚四氟乙烯(PTFE)的粘结剂组分)。电极膜混合物在真空炉内干燥(例如，在大约85℃下持续大约12个小时)，以促进去除任何残余水分。电极膜600的干燥的电极膜混合物在原纤化设备(例如，图3的原纤化设备200)的混合容器内与包括PTFE焊珠(例如，具有大约13毫米的直径的PTFE焊珠)的混合介质组合，其中，混合容器由包括聚苯乙烯的材料制成。电极膜混合物和混合介质在原纤化设备的混合容器内摇动大约15分钟。然后，摇动的混合物被压延以形成电极膜600。例如，可以垂直地(例如，上下)、水平地(例如，左右)和/或旋转地移动混合容器，以促进原纤化。图7A和图7B示出了电极膜600包括最少的和/或不包括或者基本上不包括原纤维。例如，图7A示出了分散在活性碳组分604之中的PTFE颗粒602。不受到任何特定的理论或任何特定的操作模式的限制，由聚苯乙烯材料制成的混合容器可以具有不充分的亲和性，以提供负电荷。例如，聚苯乙烯混合容器可以具有不充分的亲和性，以给包括PTFE的混合介质和/或粘结剂组分提供负电荷，从而防止或者基本上防止产生静电场，其中，该静电场可以操纵携带负电荷的粘结剂组分以形成原纤维。
图8A和图8B示出了电极膜700的剖视图的两个扫描电子显微镜(SEM)图像。图8A示出放大5k×的电极膜700的剖视图，并且图8B示出放大1k×的电极膜700的剖视图。电极膜700具有分别与图6A/6B和图7A/7B的电极膜500、600相同或基本上相同的成分。例如，电极膜700包括活性碳组分、导电碳黑组分以及包括聚四氟乙烯(PTFE)的粘结剂组分。除了在原纤化设备中使用由铝材料制成的混合容器以外，制造电极膜700的处理与用于制造电极膜600的处理相似。电极膜700的组分在辊式混合器内组合至少大约12个小时，随后，在大约85℃下在真空炉内干燥大约12个小时，以促进去除任何残余水分。电极膜700的干燥的电极膜混合物在与图3的原纤化设备200相似的原纤化设备的混合容器内与混合介质组合。混合介质由具有大约13毫米的直径的基本上球形PTFE单元制成。混合容器由包括铝的材料制成。电极膜混合物和混合介质在原纤化设备的混合容器内摇动大约15分钟。然后，摇动的混合物被压延以形成电极膜700。参考图8A和图8B，在电极膜700的活性碳组分的表面上可以清晰地看到PTFE原纤维702，显示了粘结剂组分的有效原纤化。不受到任何特定的理论或任何特定的操作模式的限制，由铝材料制成的混合容器可以具有不充分的亲和性，以给包含PTFE焊珠和/或PTFE粘结剂组分的混合介质提供电子，促进将负电荷放在PTFE粘结剂组分上和/或产生静电场，使得带负电荷的PTFE粘结剂组分可以由静电场操纵，促进PTFE粘结剂组分的原纤化。
图9A和图9B示出了电极膜800的剖视图的两个扫描电子显微镜(SEM)图像。图9A示出放大5k×的电极膜800的剖视图，并且图9B示出放大1k×的电极膜800的剖视图。电极膜800具有与在本文中参考图6A-8B中的一个或多个描述的电极膜500、600以及700的成分相似的成分。混合电极膜800的组分，使用高剪切机械原纤化处理原纤化粘结剂组分(例如，通过在喷射式粉碎机内混合电极膜混合物)。然后，包括机械原纤化粘结剂组分的电极膜混合物被压延以形成电极膜800。图9A和图9B在电极膜800的活性碳组分804的表面上示出了PTFE原纤维802。基于图8A、图8B与图9A、图9B的比较，可以看出，如上所述，使用静电场原纤化粘结剂组分，可以提供至少与由高剪切机械原纤化处理实现的结果可比较的结果，同时实现了电极性能的提高。
虽然在某些实施方式和实例的背景下公开了本发明，但是本领域的技术人员会理解的是，本发明超过特别公开的实施方式延伸到本发明的其他替换的实施方式和/或使用以及显而易见的修改及其等同物。此外，虽然详细显示和描述了本发明的实施方式的几个变化，但是基于本公开，在本发明的范围内的其他修改对于本领域的技术人员显而易见。还预期可以进行实施方式的具体特征和方面的各种组合或子组合，并且这些组合或子组合依然在本发明的范围内。应理解的是，所公开的实施方式的各种特征和方面可以彼此组合或者代替，以便形成公开的本发明的实施方式的不同模式。因此，其目的在于，在本文中公开的发明的范围不应受到上述特定实施方式的限制。
如果有的话，则在本文中提供的标题仅仅为了方便起见，不必影响在本文中公开的装置和方法的范围或意义。

Claims (20)

1.一种用于原纤化电极膜的粘结剂组分的方法，包括：
提供带负电荷的可原纤化粘结剂组分；以及
通过在所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分上施加电场，原纤化所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分，其中，提供所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分包括将可原纤化粘结剂组分与电子供体接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述电场包括施加静电场。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述可原纤化粘结剂组分与所述电子供体接触包括在所述可原纤化粘结剂组分上施加声力。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电子供体包括原纤化设备的混合容器，其中，所述混合容器由具有亲和性的材料制成，以将电子提供给所述可原纤化粘结剂组分。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述可原纤化粘结剂组分与所述电子供体接触包括在所述混合容器上施加线性力和旋转力中的至少一个，以相对于所述可原纤化粘结剂组分移动所述混合容器。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，提供所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分包括将所述可原纤化粘结剂组分与混合介质接触。
7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分上施加电场之前，干燥所述可原纤化粘结剂组分。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，干燥所述可原纤化粘结剂组分包括在真空炉内加热所述可原纤化粘结剂组分。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述可原纤化粘结剂组分包括聚四氟乙烯。
10.一种用于原纤化电极膜混合物的粘结剂组分的设备，包括：
混合容器，所述混合容器包括具有亲和性的材料，以将一个或多个电子提供给包含在混合容器中的粘结剂组分，所述混合容器还包含至少一种活性材料组分；以及
致动器，被配置为在所述混合容器上施加力以使所述混合容器和所述粘结剂组分接触，并且在足以在所述粘结剂组分上产生静电力并且原纤化所述粘结剂组分的运动速度和范围内，相对于彼此移动所述混合容器和所述粘结剂组分。
11.根据权利要求10所述的设备，进一步包括：
所述粘结剂组分；以及
混合介质，所述混合介质包括具有亲和性的材料，以将负电荷从所述混合容器传输至所述粘结剂组分。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述混合介质包括与所述粘结剂组分相同的材料。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述混合介质和粘结剂组分均包括聚四氟乙烯。
14.根据权利要求11所述的设备，其中，所述致动器进一步被配置为在所述混合容器上施加力，以使所述混合介质与所述混合容器和所述粘结剂组分中的至少一个接触。
15.根据权利要求10所述的设备，其中，所述致动器被配置为在所述粘结剂组分上施加声力。
16.根据权利要求10所述的设备，其中，所述混合容器包括铝材料。
17.根据权利要求11所述的设备，其中，所述混合介质包括与所述混合容器不同的材料。
18.根据权利要求10所述的设备，其中，所述致动器被配置为在所述混合容器上施加线性力和旋转力中的至少一个。
19.根据权利要求10所述的设备，进一步包括低剪切混合器，用于将所述粘结剂组分与所述电极膜混合物的一个或多个其他组分进行组合。
20.一种用于原纤化电极膜混合物的粘结剂组分的系统，包括：
电场发生器，被配置为生成电场；
容器，包含至少一种活性材料组分；以及
带负电荷的可原纤化粘结剂组分，其中，所述电场发生器被配置为将所述电场施加至所述可原纤化粘结剂组分，并且在所述可原纤化粘结剂组分包含在所述容器内时，通过所述电场原纤化所述可原纤化粘结剂组分，其中，所述带负电荷的可原纤化粘结剂组分通过使可原纤化粘结剂组分与电子供体接触而形成的。
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