正极及其制造方法技术

本申请涉及正极、其制造方法和电池。本申请可以提供：正极及其制造方法，所述正极包含活性材料层，该活性材料层含有丙烯酸类聚合物并展现对于电解质的优异耐受性、以及良好的分散性和对于集电器的粘合性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极及其制造方法
本申请要求2014年7月11日提出申请的韩国专利申请第10-2014-0087364号、2014年11月6日提出申请的韩国专利申请第10-2014-0154838号及2014年11月6日提出申请的韩国专利申请第10-2014-0153839号的优先权和权利，其公开内容通过引用以其整体并入本文。本申请涉及包含含有丙烯酸类聚合物的活性材料层的正极，及其制造方法。
技术介绍
正极可通过例如利用正极活性材料、导电材料和分散用粘合剂制备浆状的糊料，利用该糊料涂布集电器，其之后经干燥，压延和另外的干燥而制备。同时，随着二次电池的应用领域扩大至涵盖电动车辆等，对于开发具有较高能量密度和较高能量输出的二次电池存在需求。因此，试图通过降低粘合剂含量和提高活性材料含量以改良电池的能量密度和能量输出，因此，粘合剂均匀分散活性材料和导电材料的能力变得重要。此外，粘合剂即使以少量使用时，也被要求能够使得活性材料层维持对于集电器足够的粘合性，这是因为如果未能确保对于集电器的足够的粘合性，在长期循环寿命后，活性材料层倾向于在电解质中溶胀，此导致电池性能降低。通常使用电化学稳定性高的聚偏二氟乙烯(PVDF)作为分散用粘合剂材料，但是常规使用的PVDF粘合剂以减低的量使用时，因为其半晶质特性，所以所展现的粘合强度有限。[引用列表][专利文件1]日本未经审查的专利申请公开号2013-152955[专利文件2]日本未经审查的专利申请公开号2011-076916
技术实现思路
技术问题本申请提供正极，其制造方法和电池。技术方案本申请可以涉及包含存在于集电器上的活性材料层的正极。上述活性材料层可以含有丙烯酸类聚合物，且该丙烯酸类聚合物与多官能交联剂形成交联结构。此外，当以0.3m/min的剥离速度和180度的剥离角度在室温下利用尺寸为15×150mm2的电极试样测定时，活性材料层对集电器的剥离强度可以为20gf以上。在一个实例中，丙烯酸类聚合物可以包含(甲基)丙烯酸酯化合物的聚合单元和具有可交联基团的单体的聚合单元。此外该丙烯酸类聚合物可以进一步包含具有氮官能团的单体的聚合单元或具有烷氧基硅烷基的单体的聚合单元。在一个实例中，丙烯酸类聚合物的粒径可以是10nm以下。此外，本申请可以涉及制造正极的方法，其中该方法包括在用于含有丙烯酸类聚合物的活性材料层的组合物层预先形成于集电器上的状态下，交联丙烯酸类聚合物。在一个实例中，丙烯酸类聚合物可以为通过使用(甲基)丙烯酸酯化合物、具有可交联官能团的单体和溶剂的混合物的溶液聚合反应制备的聚合物。此外该混合物可以进一步包含含有具有氮的官能团的单体或含有烷氧基硅烷基的单体。此外，本申请可以涉及包含上述正极的二次电池。有益效果本申请可以提供包含活性材料层的正极，制造其的方法和电池，所述活性材料层展现对于集电器的优异的粘合强度和对于电解质的优异的耐受性。具体实施方式下文中，将通过其示例性实施方式进一步详细描述本申请，但该描述仅为通过本申请的主旨限定的示例性实施方式。此外，本申请不受限于下文中其示例性实施方式中所提供的操作条件，显然，本领域技术人员可以在达成本申请的目的所需的范围内适当地选择一些条件。本申请的正极可包含集电器和活性材料层，所述活性材料层存在于所述集电器上并包含通过多官能交联剂形成交联结构的丙烯酸类聚合物。此活性材料层展现对于集电器的优异的粘合性并有效地保持活性材料(如导电材料)等。本申请的正极可如下文中所述的制备，例如，通过在用于含有丙烯酸类聚合物的活性材料层的组合物被施加在集电器上的状态下，交联丙烯酸类聚合物。由于在上述交联之前，将构成活性材料层的活性材料施加于集电器上，所以所得的活性材料层对于集电器具有强粘合性且对于电解质具有高耐受性。本申请的正极中，当以0.3m/min的剥离速度和180度的剥离角度在室温下利用尺寸为15×150mm2的电极试样测定时，活性材料层对集电器的剥离强度为20gf以上，优选地，30gf以上，40gf以上，50gf以上，60gf以上，70gf以上，或80gf以上。本申请中，“室温”可以是指未提高或降低的自然温度状态，且可以是指在约10℃至30℃的范围内，或在约23℃至25℃的范围内的温度。本申请中，文中所用的术语“丙烯酸类聚合物”是指包含30重量％以上的丙烯酸类单体的聚合单元的聚合物。具体地，丙烯酸类聚合物可以是指如下聚合物，其以在上述范围内的量包含丙烯酸类单体的聚合单元，并且可以还包含具有可交联官能团的单体的聚合单元和/或下文描述的共聚单体的其它聚合单元。上述丙烯酸类单体可以是指(甲基)丙烯酸或其衍生物。此外在本申请中，术语“(甲基)丙烯酸”可以是指甲基丙烯酸或丙烯酸，而术语“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。本申请中的丙烯酸类聚合物可以具有例如-80℃至50℃的玻璃转变温度范围。如果玻璃转变温度在此范围内，则可以以有利的方式确保对于集电器的粘合性、保持材料(如导电材料)的能力和对于电解质的耐受性。本申请的丙烯酸类聚合物可具有在5,000至1,000,000范围内的重量平均分子量。除非另有限定，否则术语“重量平均分子量”是指利用聚苯乙烯标准品校正，在凝胶渗透色谱法(GPC)中测得的值，特别的聚合物的分子量可以是指该聚合物的重量平均分子量。本申请的丙烯酸类聚合物可以包含，例如，(甲基)丙烯酸酯化合物(A)的聚合单元和具有可交联基团的单体(B)的聚合单元。本申请中，“化合物的聚合单元”可以是指通过那些聚合单元的聚合反应形成的聚合物的骨架、主链和/或侧链上的聚合单元的聚合状态。(甲基)丙烯酸酯化合物不限于特定物质，且可选自，例如，玻璃转变温度在上述范围内者。常规地，可以使用(甲基)丙烯酸烷基酯作为(甲基)丙烯酸酯化合物。在一个实例中，(甲基)丙烯酸烷基酯可为含有具1至20个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯，此(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括，但不限于，(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯。可以无特别限制地选择具有上述可交联官能团的单体，只要其可与形成丙烯酸类聚合物的其他化合物聚合并为丙烯酸类聚合物提供可交联基团即可。可以无限制地选择此可交联官能团，只要其可于50℃至300℃的温度范围内引发与之后将讨论的多官能交联剂的交联反应即可。在一个实例中，含有可交联官能团的单体的可交联官能团可为羟基、异氰酸酯基、缩水甘油基、环氧基、胺基或羧基等。已经广泛知道可用于形成丙烯酸类聚合物的多种含有可交联官能团的单体。本申请中，考虑到目标玻璃转变温度或与交联剂的反应性，可从这些单体选择适当类型。下文将讨论此交联剂。例如，含羟基的单体可包括，但不限于：(甲基)丙烯酸羟烷酯，如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池用正极，其包含：集电器；和活性材料层，其存在于所述集电器上并包含与多官能交联剂形成交联结构的丙烯酸类聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.11 KR 10-2014-0087364;2014.11.06 KR 10-2011.一种二次电池用正极，其包含：集电器；和活性材料层，其存在于所述集电器上并包含与多官能交联剂形成交联结构的丙烯酸类聚合物。2.根据权利要求1所述的正极，其中所述丙烯酸类聚合物包含(甲基)丙烯酸酯化合物的聚合单元和含有可交联官能团的单体的聚合单元。3.根据权利要求2所述的正极，其中所述(甲基)丙烯酸酯化合物是(甲基)丙烯酸烷基酯。4.根据权利要求2所述的正极，其中所述可交联官能团包括羟基、异氰酸酯基、缩水甘油基、环氧基、胺基或羧基。5.根据权利要求1所述的正极，其中所述丙烯酸类聚合物进一步包含除了(甲基)丙烯酸酯化合物以外的乙烯基类单体的聚合单元。6.根据权利要求1所述的正极，其中所述丙烯酸类聚合物还包含含有含氮官能团的单体的聚合单元或含有烷氧基硅烷基的单体的聚合单元。7.根据权利要求6所述的正极，其中所述丙烯酸类聚合物具有80％至100％的凝胶含量。8.根据权利要求1所述的正极，其中所述多官能交联剂为包含两个或更多个官能团的多官能化合物，所述官能团包含选自烷氧基硅烷基、羧基、酸酐基、乙烯醚基、胺基、羰基、异氰酸酯基、环氧基、氮丙啶基、碳二亚胺基和唑啉基中的至少一个官能团。9.根据权利要求1所述的正极，其中相对于100重量份的所述活性材料层，所述丙烯酸类聚合物在所述活性材料层中的含量比率为0.01重量份至...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹正爱，池汉娜，尹圣琇，权秀智，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR