iNixC0l 2xMn02、LiMn204、鐵橄欖石(LiFeP04)及鐵橄欖石的變體(諸如LiFe! xMgP04))、LiMoP04、LiCoP04、Li3V2(P04)3、LiV0P04、LiMP207、LiFeL5P20^ LiVP04F、LiAlP04F、Li5V(P04)2F2、Li5Cr (P04) 2F2、Li2CoP04F、Li2NiP04F、Na5V2 (P04) 2F3、Li2FeSi04、Li2MnSi04、Li2V0Si04、其它合格粉末、以上的復合物及以上的組合。
[0043]可使用本文所述的實施例沉積的其它示例性電活性材料包括但不限于選自包含以下各項的群組的陽極活性粒子:石墨、石墨烯硬碳、碳黑、碳涂覆硅、錫粒子、銅-錫粒子、氧化錫、碳化硅、硅(非晶形或晶形)、硅合金、摻雜硅、鈦酸鋰、任何其它適當電活性粉末、以上的復合物及以上的組合。
[0044]示例性干燥劑包括但不限于異丙醇、甲醇及丙酮。示例性黏合劑包括但不限于聚偏二氟乙烯(PVDF)及水溶性黏合劑，諸如苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)及羧甲基纖維素鈉(CMC)。示例性導電材料包括但不限于碳黑(“(carbon black ;CB)”)及乙炔黑(“ (acetylene black ；AB)，，)。
[0045]電極形成溶液可具有含量大于30重量百分比(重量％ )的固體，諸如在約30重量％與約85重量％之間。在一個實施例中，電極形成溶液可具有含量介于約40重量％與約70重量％之間的固體，諸如介于約50重量％與約60重量％之間。
[0046]按慣例，電噴霧技術限于與無固體液體或含有小于1微米粒子的液體一起使用。本文所述的實施例能實現(xiàn)具有大得多的粒子大小的溶液的電噴霧。電極形成溶液內(nèi)的固體大體具有比常規(guī)沉積系統(tǒng)更大的粒子大小，由此允許較高的沉積速率。例如，電極形成溶液內(nèi)的固體顆?？删哂性诩s1.ο μ m至約20.0 μ m之間的范圍內(nèi)的平均直徑，諸如在約3.0 μ m至約15.Ομπι之間。存在于電極形成溶液中的固體包含活性材料及導電材料中的至少一種或兩者?？蓪⒋舜罅Ｗ哟笮∮糜陔姵鼗钚圆牧铣练e的唯一已知技術為狹縫涂覆系統(tǒng)，所述狹縫涂覆系統(tǒng)如以上所論述苦于長干燥時間及膜裂紋，且另外遭受不良的厚度一致性控制，從而使狹縫涂覆系統(tǒng)不適合下一代電池器件。如本文所述，材料電噴霧分配器組件200能實現(xiàn)具有良好一致性控制的高固體含量電池活性材料在具有成本有效、較小占地面積的系統(tǒng)中的快速沉積而無膜裂紋問題，由此增強下一代電池器件的開發(fā)及制造。
[0047]任選提取板206中可形成有多個孔208，所述多個孔與在歧管202中延伸的噴嘴204對準。提取板206可具有面對歧管202的上表面212及面對基板102的下表面210。提取板206的上表面212可平行于歧管202的下表面214。提取板206可使用諸如螺絲或螺栓這樣的適合的機械連接件、黏合材料或任何其它適合的連接技術耦接至歧管202。提取板206中的多個孔208可與耦接至歧管202的噴嘴204反應性對準，以便促進且限制沉積材料自沉積材料源280至基板102的流動。在一個實施例中，歧管202的下表面214至提取板206的上表面212可具有介于約5mm與約55mm之間的距離250。噴嘴204至提取板206的上表面212可具有介于約10mm與約50mm之間的距離252。
[0048]在一個實施例中，形成在提取板206中的孔208可具有預定大小以適應自噴嘴204供應的沉積材料的流量。噴嘴204的不同大小可導致經(jīng)由所述噴嘴穿過提取板206的孔208流動至基板表面的沉積材料的不同通量。在一個實施例中，孔208的直徑可選擇在約0.3mm與約5_之間。
[0049]耦接至歧管202的多個噴嘴204可具有不同的設置、形狀、特征及數(shù)目以滿足不同工藝要求。噴嘴204及形成于提取板206中的孔208可共同形成允許來自材料源280的沉積材料經(jīng)由所述噴嘴及孔傳遞至基板102的材料路徑。在圖2A中繪示的實施例中，噴嘴204可為單個直圓柱、圓錐形狀、方形形狀、卵形形狀或根據(jù)需要的任何其它不同設置的形式。以下將參閱圖6A至圖6B描述關于噴嘴204的設置的細節(jié)。
[0050]第一電路布置232將材料電噴霧分配器組件200耦接至電源270。第一電路布置232經(jīng)調(diào)適來提供功率至材料電噴霧分配器組件200。在操作中，歧管202及提取板206可各自充當電極。可將第一電壓I施加至歧管202及提取板206，從而建立第一電場，所述第一電場使通過所述第一電場的沉積材料霧化。在一個實施例中，第一電壓I可在約5千伏與約50千伏之間。第二電路布置234耦接在材料電噴霧分配器組件200與基板102之間。因為基板102由諸如鋁箔這樣的金屬材料制造，所以基板102在操作期間亦可充當電極。類似地，可將第二電壓V2施加至基板102及提取板206，從而建立第二電場以能加速霧化經(jīng)由提取板206中的孔208傳遞至基板102上的電極形成溶液。第二電壓V2可在5千伏與約50千伏之間?；?02可例如經(jīng)由滾軸106中的一個耦接至接地230。第二電壓丫2可例如比第一電壓Vi大出約5千伏。
[0051]在一個實施例中，耦接至歧管202的多個噴嘴204可具有經(jīng)選擇以便幫助自沉積材料源280提供的沉積材料(亦即，電極形成溶液112)均勻分布在基板102上的布置。在一個實施例中，由電氣導電材料例如諸如不銹鋼的金屬制造的虛擬噴嘴218可安置在歧管202的邊緣處，以減少因最后噴嘴204處的電場的不平衡而產(chǎn)生的離開最外噴嘴204的噴霧的傾斜。在一些狀況下，經(jīng)由安置在歧管202的邊緣處的最外噴嘴204供應的沉積材料可具有與內(nèi)噴嘴204的噴霧軌道相比的傾斜噴霧軌道，由此不利地影響基板102的邊緣處的膜一致性。在使用安置在最后噴嘴204的外面的歧管202的末端周圍的虛擬噴嘴218的實施例中，可將電壓施加至虛擬噴嘴218來與提取板206產(chǎn)生電場，此與噴嘴204與提取板206之間的電場形成方式相同。因此，可使電場在最外噴嘴204的外面一致地橫向延伸，使得作用于離開中心噴嘴及外噴嘴204的噴霧的電場大體上相同，由此允許噴霧軌道在最外噴嘴與中心噴嘴204之間實質(zhì)上一致的(亦即，垂直的)，且提高基板102上的中心至邊緣沉積一致性。盡管在歧管202的每一末端處僅展示出一個虛擬噴嘴218，但是應注意，虛擬噴嘴可在任何合意位置處耦接至歧管202。
[0052]噴嘴204在材料噴霧分配器組件200內(nèi)的布置允許高固體含量電極形成溶液的更大流動速率，所述更大流動速率結(jié)合由材料噴霧沉積系統(tǒng)100或本文所述的其它系統(tǒng)促進的高干燥速率導致具有一致的中心至邊緣厚度的均質(zhì)電池活性材料的快速沉積。例如，材料噴霧分配器組件200的每一噴嘴204可遞送約0.15ml/min至約15.0ml/min的高固體含量(亦即，大于10重量％ )電極形成溶液。
[0053]在圖2A繪示的實施例中，材料電噴霧分配器組件200可具有寬度272，所述寬度適應一行噴嘴204。在示例性實施例中，所述行可包括在單個行中對準的高達約20個噴嘴。在噴嘴204布置為單個行的情況下，材料電噴霧分配器組件200大體產(chǎn)生覆蓋基板102的整個寬度254的噴霧圖案。如此，盡管歧管202的寬度272可大于基板102的寬度254，但是最外噴嘴204的中心至中心距離可稍微小于基板102的寬度254，同時虛擬噴嘴218的中心至中心距離可稍微大于基板102的寬度254，以確保良好的邊緣至中心沉積厚度一致性。
[0054]圖2B為在圖1A至圖1D及圖2A中繪示的材料電噴霧分配器組件200的仰視圖。在圖2B中繪示的實施例中，材料電噴霧分配器組件200的噴嘴204可分組成多個區(qū)域，其中每一區(qū)域皆由區(qū)域作為單元或由不同區(qū)域之間的噴嘴具有不同的流動屬性。例如，可將材料電噴霧分配器組件200的噴嘴204分組為安置在邊緣區(qū)域260之間的中心區(qū)域262。材料電噴霧分配器組件200的每一區(qū)域260、262可在噴嘴204的數(shù)目、噴嘴204之間的間距、所施加的電壓或穿過噴嘴204的流動速率方面不同。在一個實施例中，材料電噴霧分配器組件200的中心區(qū)域262可具有多個噴嘴204，而邊緣區(qū)域260分別僅包括單個噴嘴204。虛擬噴嘴218 (在圖2B中未展示)亦可存在于如以上所論述的邊緣區(qū)域260中。
[0055]噴嘴204在材料電噴霧分配器組件200內(nèi)的布置允許高固體含量電極形成溶液的更大流動速率，所述更大流動速率結(jié)合由材料噴霧沉積系統(tǒng)100或本文所述的其它系統(tǒng)促進的高干燥速率導致具有一致的中心至邊緣厚度的均質(zhì)電池活性材料的快速沉積。例如，材料電噴霧分配器組件200的每一噴嘴204可遞送約0.15ml/min至約15.0ml/min的高固體含量(亦即，大于10重量％ )電極形成溶液。
[0056]在一些實施例中，穿過位于邊緣區(qū)域260中的噴嘴204的流動相較于穿過位于中心區(qū)域262中的噴嘴204的流動可不同，例如，速度更快。與施加至位于中心區(qū)域262中的噴嘴204的電壓相比，此可與施加至位于邊緣區(qū)域260中的噴嘴204的較小電壓耦接，此舉補償在基板102的中心具有更快的沉積的趨勢，由此有助于沉積電池活性材料的更一致的邊緣至中心厚度。
[0057]圖3為具有安置在材料噴霧分配器組件300的邊緣304處的邊緣環(huán)302的材料噴霧