制造用于锂二次电池的电极的方法技术

公开了一种制造用于锂二次电池的电极的方法，包括以下步骤：(S1)将导电材料和电极活性材料干式混合；(S2)将步骤(S1)的所得产物与粘合剂干式混合，以获得电极混合物粉末；和(S3)将所述电极混合物粉末施加至集电器的至少一个表面。根据本公开内容的实施方式，在不使用溶剂的情况下制备电极混合物粉末并且将所述电极混合物粉末施加至集电器，以提供电极。因而，不需要单独的干燥步骤。因此，涂覆在电极活性材料的表面上的粘合剂和导电材料不会产生表面迁移现象。结果，可防止电极的粘附力劣化，从而可防止锂二次电池的性能劣化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造用于锂二次电池的电极的方法
本公开内容涉及一种制造用于锂二次电池的电极的方法。更具体地，本公开内容涉及一种在集电器上涂覆电极混合物粉末之后不需要任何单独的干燥步骤的制造用于锂二次电池的电极的方法。本申请要求于2016年12月12日在韩国提交的韩国专利申请第10-2016-0168646号和于2017年12月7日在韩国提交的韩国专利申请第10-2017-0167733号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。
技术介绍
随着对移动装置的技术开发和需求增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。在这些二次电池之中，表现出高能量密度和工作电位并且具有长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。此外，近年来，随着对环境问题的关注增加，已经对电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)进行了大量研究，这些车辆能够替代造成空气污染主要原因之一的包括汽油车辆和柴油车辆在内的使用化石燃料的车辆。因此，作为这种电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)的电源，镍氢(Ni-MH)电池已得到广泛应用。然而，具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池已被积极地研究并且一部分已经商业化。锂二次电池具有以下结构，该结构包括电极组件和注入到电极组件的含锂盐的非水电解质，电极组件具有正极、负极、以及位于正极与负极之间的多孔隔板，正极和负极各自包括涂覆在集电器上的活性材料。用于锂二次电池的电极是通过以下方法获得的：将电极活性材料和粘合剂或诸如导电材料之类的添加剂分散在溶剂中而形成的电极活性材料浆料施加至集电器，然后将溶剂干燥。在此，当干燥溶剂时，均匀地涂覆在电极活性材料的表面上的粘合剂和导电材料产生表面迁移现象，最终导致电极的粘附力劣化的问题。当如上所述电极的粘附力劣化时，电极中的电阻增加，问题在于锂二次电池的性能可能会劣化。此外，近来，为了提供具有高容量的锂二次电池，需要开发高加载电极。在这种高加载电极的情形中，粘合剂和导电材料的这种表面迁移现象不希望地变得严重。
技术实现思路
技术问题设计本公开内容以解决相关技术的问题，因此本公开内容致力于提供一种制造用于锂二次电池的电极的方法，该方法包括在不使用溶剂的情况下制备电极混合物以及将电极混合物干式涂覆到集电器上。本公开内容的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述中理解，并且将从本公开内容的示例性实施方式变得更加显而易见。此外，容易理解的是，本公开内容的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。技术方案在本公开内容的一个方面中，提供了一种制造用于锂二次电池的电极的方法，包括以下步骤：(S1)将导电材料和电极活性材料干式混合；(S2)将步骤(S1)的所得产物与粘合剂干式混合，以获得电极混合物粉末；和(S3)将所述电极混合物粉末施加至集电器的至少一个表面。在此，可通过机械化学反应进行步骤(S1)和步骤(S2)每一者。另外，所述方法可在步骤(S3)之后进一步包括使步骤(S3)的所得产物通过热压辊的步骤。同时，当用于锂二次电池的电极是正极时，在步骤(S3)中，可以以25-50mg/cm2的加载量将所述电极混合物粉末施加至所述集电器的至少一个表面。此外，当用于锂二次电池的电极是负极时，在步骤(S3)中，可以以12-40mg/cm2的加载量将所述电极混合物粉末施加至所述集电器的至少一个表面。同时，所述导电材料可以是选自由乙炔黑、炭黑、科琴黑、石墨和它们的混合物构成的组中的任意一种，或者可以是它们中的两种或更多种的组合。此外，所述电极活性材料可以是正极活性材料颗粒或负极活性材料颗粒。在此，所述正极活性材料颗粒可以是选自由以下材料构成的组中的至少一种：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2和LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(其中M1和M2的每一者独立地表示Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo中的任意一种，x、y和z的每一者独立地表示形成氧化物的元素的原子比例，0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，且0<x+y+z≤1)。此外，所述负极活性材料颗粒可以是选自由以下材料构成的组中的至少一种：碳质材料，诸如天然石墨、人造石墨；含锂钛复合氧化物(LTO)；诸如Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni、Fe之类的金属(Me)；金属(Me)的合金；金属(Me)的氧化物(MeOx)；和金属(Me)与碳的复合物。同时，所述粘合剂可以是选自由以下材料构成的组中的任意一种：聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚氧化乙烯、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、氰乙基支链淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、支链淀粉和羧甲基纤维素，或者可以是它们中的两种或更多种的组合。此外，所述集电器可包括以下任意一种：不锈钢；铝；镍；钛；铜；表面用碳、镍、钛或银处理过的不锈钢；和铝镉合金，或者可包括它们中的两种或更多种的组合。有益效果根据本公开内容的实施方式，在不使用溶剂的情况下制备电极混合物粉末并将电极混合物粉末施加至集电器，以提供电极。因此，不需要单独的干燥步骤。因此，涂覆在电极活性材料的表面上的粘合剂和导电材料不会产生表面迁移现象。结果，可以防止电极的粘附力劣化，从而可防止锂二次电池的性能劣化。附图说明附图图解了本公开内容的优选实施方式，并且与前述公开内容一起用于提供对本公开内容的技术特征的进一步理解，因此，本公开内容不被解释为受限于附图。图1是图解根据实施例的涂覆有导电材料的电极活性材料的扫描电镜SEM图像。图2是图解根据实施例的涂覆有粘合剂的电极活性材料的SEM图像。图3是图解根据比较例1通过湿法工艺获得的电极的表面的SEM图像。图4是图解根据比较例2通过将导电材料、电极活性材料和粘合剂同时干式混合而获得的电极的表面的SEM图像。图5是图解根据实施例和比较例的每一个电极混合物的粉末电阻的图表。图6是图解在根据实施例和比较例1的每一个电极中，电极活性材料层与集电器之间的粘附力的图表。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方式。在描述之前，应当理解的是，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应解释为受限于一般的含义和词典的含义，而是应在以允许专利技术人对最佳解释适当地定义术语的原则的基础上，根据对应于本公开内容的技术方面的含义和概念来解释。因此，在此给出的描述仅仅是为了举例说明目的的优选实施例，并非旨在限制本公开内容的范围，因此应当理解，在不背离本公开内容的范围的情况下可对其进行其他等同替换和修改。此外，在本公开内容的描述中，当认为关于任何相关的已知组成或功能的详细描述会使本公开内容的范围模糊不清时，将省略这种详细描述。由于提供这些示例性实施方式是为了使本公开内容向本领域技术人员充分传达本公开内容的范围，所以为了更清楚地描述，可以夸大附图中的一些构成要素的形状和尺寸。根据本公开内容实施方式的制造用于锂二次电池的电极的方法包括以下步骤。首先本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造用于锂二次电池的电极的方法，包括以下步骤：(S1)将导电材料和电极活性材料干式混合；(S2)将步骤(S1)的所得产物与粘合剂干式混合，以获得电极混合物粉末；和(S3)将所述电极混合物粉末施加至集电器的至少一个表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.12 KR 10-2016-0168646;2017.12.07 KR 10-2011.一种制造用于锂二次电池的电极的方法，包括以下步骤：(S1)将导电材料和电极活性材料干式混合；(S2)将步骤(S1)的所得产物与粘合剂干式混合，以获得电极混合物粉末；和(S3)将所述电极混合物粉末施加至集电器的至少一个表面。2.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的电极的方法，其中通过机械化学反应进行步骤(S1)。3.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的电极的方法，其中通过机械化学反应进行步骤(S2)。4.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的电极的方法，在步骤(S3)之后进一步包括使步骤(S3)的所得产物通过热压辊的步骤。5.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的电极的方法，其中用于锂二次电池的电极是正极，并且在步骤(S3)中，以25-50mg/cm2的加载量将所述电极混合物粉末施加至所述集电器的至少一个表面。6.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的电极的方法，其中用于锂二次电池的电极是负极，并且在步骤(S3)中，以12-40mg/cm2的加载量将所述电极混合物粉末施加至所述集电器的至少一个表面。7.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的电极的方法，其中所述导电材料是选自由乙炔黑、炭黑、科琴黑、石墨和它们的混合物构成的组中的任意一种，或者是它们中的两种或更多种的组合。8.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的电极的方法，其中所述电极活性材料是正极活性材料颗粒或负极活性材料颗粒。9.根据权利要求8所述的制造用于锂二次电池的电极的方法，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金哲佑，孙进永，蔡现植，崔相勳，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR