正极和包括所述正极的二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种正极，包括：集电器；和设置在所述集电器上的正极活性材料层，其中所述正极活性材料层包括正极活性材料、导电材料和粘合剂，所述导电材料包含炭黑和碳纳米管中的至少任一者，所述粘合剂包含键合有官能团的聚偏二氟乙烯，所述官能团具有羧基，并且在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯中，由以下等式1计算而得的所述羧基的含量为1.1摩尔％至3.0摩尔％：[等式1][B/(A+B)]×100其中，A为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极和包括所述正极的二次电池
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2018-0023971号的权益，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正极和一种包括所述正极的二次电池，所述正极包括：集电器；和设置在所述集电器上的正极活性材料层，其中所述正极活性材料层包括正极活性材料、导电材料和粘合剂，所述导电材料包含炭黑和碳纳米管中的至少任一者，所述粘合剂包含键合有官能团的聚偏二氟乙烯，所述官能团具有羧基，并且在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯中，由以下等式1计算而得的所述羧基的含量为1.1摩尔％至3.0摩尔％：[等式1][B/(A+B)]×100其中，A为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的1HNMR谱测定中偏二氟乙烯衍生单元的峰的积分值，B为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的1HNMR谱测定中羧基的峰的积分值。
技术介绍
近年来，随着对移动装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的电池的需求已经迅速增加，因此，已经进行了关于电池的各种研究以满足各种需求。特别地，正在积极地进行关于具有高能量密度以及优异的寿命和循环特性的锂二次电池作为所述装置的电源的研究。锂二次电池包括：正极，其包括能够嵌入/脱嵌锂离子的正极活性材料；负极，其包括能够嵌入/脱嵌锂离子的负极活性材料；和电极组件，其中在正极和负极之间插置有微孔隔板，并包括了含有锂离子的非水电解质。正极可包括导电材料以改善电导率。作为导电材料，可以使用诸如炭黑的点型导电材料、诸如碳纳米管的线型导电材料、或类似物。近年来，为了增加正极的能量密度，已经进行了用于增加正极活性材料层中的正极活性材料的含量的研究。一种解决方案是减少正极活性材料层中的导电材料和/或粘合剂的含量。此时，当导电材料的含量减少时，正极活性材料的相对含量增加，从而增加了正极的能量密度，但是出现了正极活性材料层的电导率降低的问题。此外，当导电材料和/或粘合剂的含量降低时，在正极活性材料层与集电器之间的粘附性(正极粘附性)降低，从而使电池的寿命特性劣化。因此，需要在增加正极的能量密度的同时具有足够的正极粘附性的正极。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供一种正极和一种包括所述正极并且具有改善的容量和电阻的二次电池，所述正极在增加正极的能量密度的同时具有足够的正极粘附性。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种正极，包括：集电器；和设置在所述集电器上的正极活性材料层，其中所述正极活性材料层包括正极活性材料、导电材料和粘合剂，所述导电材料包含炭黑和碳纳米管中的至少任一者，所述粘合剂包含键合有官能团的聚偏二氟乙烯，所述官能团具有羧基，并且在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯中，由以下等式1计算而得的所述羧基的含量为1.1摩尔％至3.0摩尔％：[等式1][B/(A+B)]×100其中，A为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的1HNMR谱测定中偏二氟乙烯衍生单元的峰的积分值，B为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的1HNMR谱测定中羧基的峰的积分值。根据本专利技术另一专利技术，提供一种包括所述正极的二次电池。有益效果根据本专利技术，正极包含具有适当官能团含量的聚偏二氟乙烯以及炭黑和/或碳纳米管，从而改善了正极的正极粘附性并抑制了正极在充放电期间的体积膨胀。因此，可以改善所制造的电池的容量和电阻。附图说明附于说明书的以下附图通过示例图解了本专利技术的优选实施例，并且用于使本专利技术的技术概念与以下给出的本专利技术的详细描述一起被进一步理解，因此，本专利技术不应仅以这些附图中的内容来解释。图1是示出将在实施例1和比较例1、2、4的制造正极中所使用的各粘合剂制备成膜型，并将各膜浸渍于高温电解质溶液中时膜的体积变化率的曲线图；图2是示出实施例1和比较例1、2和4中的正极的正极粘附性的曲线图；图3是示出实施例2以及比较例3和5中的正极的正极粘附性的曲线图；和图4是示出当将分别包括实施例1和比较例1、2和4的正极的电池于高温储存时电池的容量保持率和电阻增加率的曲线图。具体实施方式下文中，将更加详细地描述本专利技术，以允许更清楚地理解本专利技术。在这种情况下，将理解的是，在说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应被解释为在常用字典中限定的含义，且将进一步理解的是，基于专利技术人可适当地定义词语或术语的含义以最佳地解释本专利技术的原则，这些词语或术语应被解释为具有与本专利技术的技术构思和相关技术的背景下的含义相一致的含义。在本说明书中，平均粒径(D50)可以定义为对应于颗粒的粒径分布曲线中体积累积量为50％的粒径。平均粒径(D50)可以通过使用例如激光衍射法(laserdiffractionmethod)来测量。由于激光衍射法通常能够从亚微米(submicron)区域测量数毫米(mm)的粒径，因此可以获得具有高再现性和高可分辨性的结果值。根据本专利技术的一个方面的正极包括：集电器；和设置在所述集电器上的正极活性材料层，其中所述正极活性材料层包括正极活性材料、导电材料和粘合剂，所述导电材料包含炭黑和碳纳米管中的至少任一者，所述粘合剂包含键合有官能团的聚偏二氟乙烯，所述官能团具有羧基，并且在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯中，由以下等式1计算而得的所述羧基的含量为1.1摩尔％至3.0摩尔％：[等式1][B/(A+B)]×100其中，A为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的1HNMR谱测定中偏二氟乙烯衍生单元的峰的积分值，B为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的1HNMR谱测定中羧基的峰的积分值。集电器没有特别限制，只要其具有导电性而不在电池中引起任何化学变化即可。集电器可以使用例如铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、或其表面用碳、镍、钛、银等表面处理过的铝或不锈钢。具体而言，可很好地吸收碳的过渡金属例如铜和镍可被用作集电器。正极活性材料层可以设置在集电器上。正极活性材料层可设置在集电器的一侧或两侧上。正极活性材料层可包括正极活性材料、导电材料和粘合剂。正极活性材料可以是常规使用的正极活性材料。具体而言，正极活性材料可以使用：层状化合物或者被一种或更多种的过渡金属取代的化合物，诸如锂钴氧化物(LiCoO2)和锂镍氧化物(LiNiO2)；锂锰氧化物，诸如式Li1+y1Mn2-y1O4(0≤y1≤0.33)、LiMnO3、LiMn2O3和LiMnO2；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，诸如LiV3O8、V2O5和Cu2V2O7；由式LiNi1-y2M1y2O2(其中M1是Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga且0.01≤y2≤0.3)表示的Ni-位型锂镍氧化物；由式LiMn2-y3M2y3O2(其中M2是Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta且0.01≤y3≤0.1)或者Li2Mn3M3O8(其中M3是Fe、Co、Ni、Cu或者Zn)表示的锂锰复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极，包括：/n集电器；和/n设置在所述集电器上的正极活性材料层，/n其中所述正极活性材料层包括正极活性材料、导电材料和粘合剂，/n所述导电材料包含炭黑和碳纳米管中的至少任一者，/n所述粘合剂包含键合有官能团的聚偏二氟乙烯，/n所述官能团具有羧基，并且/n在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯中，由以下等式1计算而得的所述羧基的含量为1.1摩尔％至3.0摩尔％：/n[等式1]/n[B/(A+B)]×100/n其中，A为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180227 KR 10-2018-00239711.一种正极，包括：
集电器；和
设置在所述集电器上的正极活性材料层，
其中所述正极活性材料层包括正极活性材料、导电材料和粘合剂，
所述导电材料包含炭黑和碳纳米管中的至少任一者，
所述粘合剂包含键合有官能团的聚偏二氟乙烯，
所述官能团具有羧基，并且
在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯中，由以下等式1计算而得的所述羧基的含量为1.1摩尔％至3.0摩尔％：
[等式1]
[B/(A+B)]×100
其中，A为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的1HNMR谱测定中偏二氟乙烯衍生单元的峰的积分值，
B为在所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的1HNMR谱测定中羧基的峰的积分值。


2.根据权利要求1所述的正极，
其中所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯的重均分子量为700,000至2,000,000g/mol。


3.根据权利要求1所述的正极，
其中所述键合有官能团的聚偏二氟乙烯以0.5重量％至3.0重量％的量包含在所述正极活性材料层中。

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊默，白柱烈，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