制备二次电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备二次电池的方法和一种由该方法制备的二次电池，所述方法包括以下步骤：在隔板和电极之间提供膜层，所述膜层包括第一溶剂，所述第一溶剂的熔化温度为25℃以上且粘度为1.5cP以上(步骤1)；通过利用所述电极、所述膜层和所述隔板来制备电极组件(步骤2)；和将所述电极组件容纳在壳体中，注入包括第二溶剂在内的注入溶液，并密封所述壳体(步骤3)。根据本发明专利技术的制备二次电池的方法，由于可提高电解液的浸渍性，因此二次电池的性能和安全性可得到进一步改善。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备二次电池的方法
相关申请的交叉引用本申请要求于2016年3月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0039273号和于2017年3月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0039348号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
本专利技术涉及一种制备二次电池的方法，且更具体地，涉及一种可提高电解液的浸渍性的制备二次电池的方法。
技术介绍
随着针对移动装置的技术发展和需求的增加，对于作为能源的二次电池的需求显著增加，在这些二次电池中，具有高能量密度和高放电电压的锂二次电池已经商品化并且被广泛使用。锂二次电池主要使用锂基金属氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料，并且锂二次电池包括电极组件和壳体，在电极组件中，分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板被设置为中间具有隔板，所述壳体将电极组件和电解液一起封装。在最后阶段注入电池中的电解液通过毛细作用力(capillaryforce)在构成电极组件的正极板、负极板和隔板之间浸渍。为了使二次电池具有高容量和高能量密度且保持较长的使用寿命，包括在电池中的电极组件需被电解液完全浸渍，以使得在电极之间活跃地发生锂离子反应。然而，由于构成电极和电池的元件的物理和化学特性以及精细结构多孔电极的特性导致电解液的浸渍并不容易。具体地，随着二次电池的正极和负极负载逐渐增加以实现高容量以及诸如汽车电池之类的大面积电极的数量增加，电解液浸渍倾向于更加困难。在电解液未充分浸渍的情况下，由锂离子导致的充放电效率下降，不利的是二次电池的性能劣化。近来，为了二次电池的安全和性能性而使用高粘度溶剂时，电解液的浸渍性进一步下降。因此，需要开发一种可提高二次电池的电解液的浸渍性的方法以便提高二次电池的性能和安全性。现有技术文件日本专利申请待审公开第1996-171934A号。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供一种制备二次电池的方法，所述方法可通过提高电解液的浸渍性而提高电池的安全性以及锂二次电池的性能和寿命。本专利技术的另一方面提供一种由上述制备方法所制备的二次电池。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种制备二次电池的方法，所述方法包括以下步骤：在隔板和电极之间提供膜层，所述膜层包括第一溶剂，所述第一溶剂的熔化温度为25℃以上且在40℃下的粘度为1.5cP以上(步骤1)；通过利用电极、膜层和隔板来制备电极组件(步骤2)；和将电极组件容纳在壳体中，注入包括第二溶剂在内的注入溶液，并密封所述壳体(步骤3)。提供膜层(步骤1)可包括以下步骤：(a)通过在低于25℃的温度下将第一溶剂压缩为固态来制备独立式(freestanding)的膜层之后，将所述膜层提供于隔板和电极之间，或(b)在低于25℃的温度下将呈固态的第一溶剂熔化之后，通过用第一溶剂直接涂覆隔板的一侧或两侧来提供所述膜层。所述膜层可进一步包括软化剂。所述膜层中第一溶剂与软化剂的重量比可在99.5:0.5至90:10的范围内，例如99:1至95:5。所述膜层可进一步包括第一锂盐。所述第二溶剂可包括在室温下为液体且在25℃下的粘度低于1.5cP的溶剂，或者是在室温下为固体且在40℃下的粘度为1.5cP以上的溶剂。此外，所述注入溶液可进一步包括第二锂盐。第一溶剂与第二溶剂的重量比可在1:0.2至1:2的范围内。根据本专利技术的另一方面，提供一种二次电池，所述二次电池包括：正极、负极、隔板、电解液、和由本专利技术的方法制备且设置在隔板与负极之间或隔板与正极之间的至少一个位置中的膜层。在一个实施方式中，所述膜层可由第一溶剂组成，且所述电解液可包括第二溶剂和第二锂盐。在另一实施方式中，所述膜层可包括第一溶剂和第一锂盐，且所述电解液可包括第二溶剂和第二锂盐。在另一实施方式中，所述膜层可包括第一溶剂和第一锂盐，且所述电解液可由第二溶剂组成。有益效果根据本专利技术的制备二次电池的方法，通过将包括在低于25℃的温度下是固态的第一溶剂在内的膜层引入电极组件中并且进一步注入包括第二溶剂在内的注入溶液，可制备具有提高的电解液浸渍性和安全性的二次电池。所述二次电池适合实现高容量和大面积二次电池。附图说明以下随附说明书的附图通过示例图解了本专利技术的优选实施例，并且连同以下给出的本专利技术的详细描述一起用于使本专利技术的技术构思得到进一步理解，因此，本专利技术不应仅由这些附图中的内容来解释。图1和图2示意性地图解了在本专利技术的制备二次电池的方法中包括第一溶剂在内的膜层的位置和形状；和图3至图5分别示意性地图解了在根据本专利技术的一个实施方式的制备二次电池的方法中包括第一溶剂在内的膜层和包括第二溶剂在内的注入溶液的各种构造的示例。符号说明100、200、300、400：电极组件120、220、320、420：隔板130、230：包括第一溶剂在内的膜层110、140、210、240、310、340、410、440：电极250、350：包括第二溶剂和第二锂盐在内的电解液(注入溶液)330、430：包括第一溶剂和第一锂盐在内的膜层450：包括第二溶剂在内的电解液(注入溶液)。具体实施方式下文中，将更加详细地描述本专利技术，以便更清楚地理解本专利技术。将理解的是，在说明书和权利要求书中所使用的术语或词语不应解释为常用字典中所限定的含义。进一步理解的是，这些术语或词语应当基于专利技术人为了最佳地解释本专利技术可适当地定义术语或词语的含义的原则而被解释为具有与本专利技术的技术构思和相关技术的上下文中一致的含义。近来，随着二次电池的正极和负极负载逐渐增加以实现高容量并且电池的空间减小，电解液浸渍倾向于更加困难。具体地，对进一步提高电解液浸渍性的研究以经超过对电池的性能和安全性来说必不可少的一定量的高粘度溶剂。因此，本专利技术试图通过以下方法来解决该电解液浸渍性问题：首先在隔板和电解质之间设置膜层，所述膜层是通过利用在室温下为固相的高粘度溶剂形成的，然后进一步注入低粘度溶剂。具体地说，在本专利技术的一个实施方式中，提供一种制备二次电池的方法，所述方法包括以下步骤：在隔板和电极之间提供膜层，所述膜层包括第一溶剂，所述第一溶剂的熔化温度为25℃以上且在40℃下的粘度为1.5cP以上(步骤1)；通过利用电极、所述膜层和隔板来制备电极组件(步骤2)；和将电极组件容纳在壳体中，注入包括第二溶剂在内的注入溶液，并密封所述壳体(步骤3)。在这种情况下，本专利技术的方法中的提供膜层(步骤1)可包括以下步骤：(a)通过在低于25℃的温度下将第一溶剂压缩为固态以制备独立式(freestanding)的膜层之后，将所述膜层提供于隔板和电极之间，或(b)在低于25℃的温度下将呈固态的第一溶剂熔化之后，通过用第一溶剂直接涂覆隔板的一侧或两侧来提供所述膜层。在这种情况下，在涂覆(b)之后，可进一步包括将第一溶剂冷却为固态的步骤。如上所述，根据本专利技术的方法，在隔板和电极之间存在包括在40℃下的粘度为1.5cP以上的第一溶剂在内的膜层的状态下，进一步注入包括第二溶剂在内的注入溶液，因而，相较于典型的方法(即，注入其中第一溶剂与第二溶剂混合的混合溶剂)，可以实现改良的电解液浸渍效果。下文中，将详细地描述本专利技术的制备二次电池的方法的每个步骤。首先，根据本专利技术的一个实施方式的制备二次电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备二次电池的方法，所述方法包括以下步骤：在隔板和电极之间提供膜层，所述膜层包括第一溶剂，所述第一溶剂的熔化温度为25℃以上且在40℃下的粘度为1.5cP以上(步骤1)；通过利用所述电极、所述膜层和所述隔板来制备电极组件(步骤2)；和将所述电极组件容纳在壳体中，注入包括第二溶剂在内的注入溶液，并密封所述壳体(步骤3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 KR 10-2016-0039273;2017.03.28 KR 10-2011.一种制备二次电池的方法，所述方法包括以下步骤：在隔板和电极之间提供膜层，所述膜层包括第一溶剂，所述第一溶剂的熔化温度为25℃以上且在40℃下的粘度为1.5cP以上(步骤1)；通过利用所述电极、所述膜层和所述隔板来制备电极组件(步骤2)；和将所述电极组件容纳在壳体中，注入包括第二溶剂在内的注入溶液，并密封所述壳体(步骤3)。2.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述膜层(步骤1)包括以下步骤：(a)通过在低于25℃的温度下将所述第一溶剂压缩为固态来制备独立式的膜层之后，将所述膜层提供于所述隔板和所述电极之间，或(b)在低于25℃的温度下将呈固态的所述第一溶剂熔化之后，通过用所述第一溶剂直接涂覆所述隔板的一侧或两侧来提供所述膜层。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一溶剂包括选自由碳酸乙烯酯、顺-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、反-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、碳酸1,2-环戊烯酯、碳酸环己烯酯、频哪酮环状碳酸酯、碳酸1,3-丙烯酯、5,5-二甲基-1,3-二氧己环-2-酮、环丁砜、甲基乙基砜、二乙基砜、二甲基氨基甲酸乙酯和二甲基氨基甲酸苯酯构成的组中的至少一种化合物。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一溶剂进一步包括软化剂。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述软化剂包括选自由聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶(SBR)、和氟橡胶构成的组中的单一材料或它们中的两种或更多种的混合物。6.根据权利要求4所述的方法，其中在所述膜层中所述第一溶剂与所述软化剂的重量比在99.5:0.5至90:10的范围内。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜层具有10μm至500μm的厚度。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜层进一步包括第一锂盐。9.根据权利要求8所述的方法，其中相对于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞成勳，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR