用于形成锂二次电池绝缘层的复合物及使用其制备锂二次电池的电极的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物，该复合物包括粘结剂聚合物；着色剂，该着色剂包括选自由有机染料、油溶性染料和有机磷光体构成的组中的至少一种；以及溶剂，并且该复合物的粘度在25℃下为1000cP或更高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成锂二次电池绝缘层的复合物及使用其制备锂二次电池的电极的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月1日提交的韩国专利申请No.10-2018-0013009的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及一种用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物和使用该复合物制备锂二次电池的电极的方法。
技术介绍
随着移动设备的发展和需求的增长，对作为电源的二次电池的需求正在迅速增加，并且因此，已经对能够满足各种需求的电池进行了许多研究。通常，在电池的形状方面，对可以应用于厚度较小的产品(如手机)的柱形电池和袋形电池的需求很高，并且在材料方面，对诸如锂钴聚合物电池的具有高能量密度、高放电电压和高安全性的锂二次电池有很高的要求。关于二次电池的主要研究项目之一是提高安全性。与电池安全性有关的事故的主要原因是由于正极和负极之间的短路而引起的异常高温状态的发生而导致的。换句话说，为了在正常情况下保持电绝缘，在正极和负极之间设置有隔膜。但是在电池过度充电或过度放电、由于电极材料或杂质的树枝状生长而出现内部短路、诸如钉子或螺丝钉之类的尖锐物体刺穿电池、或由于外力使电池过度变形的异常滥用情况下，仅常规隔膜存在局限性。通常，由聚烯烃树脂组成的微孔膜主要用作隔膜，但该膜的耐热温度约为120℃至160℃，这意味着该膜的耐热性不足。因此，当发生内部短路时，存在如下问题：短路部分由于短路反应热引起的隔膜的收缩而膨胀，导致产生更多更高的反应热的热失控(thermalrunaway)。另外，通常，通过将正极和负极切割成恒定的尺寸并且将切割后的电极逐层地交叠来制造柱形的二次电池。这里，因为在涂覆有聚合物电解质的正极或负极的边缘有一个非常小的针状尖锐部分，所以当电极堆叠时，该部分会具有细微的内部短路，从而对电池性能产生不利影响。特别地，由于当涂覆聚合物电解质时边缘比内部更不规则，因此由于涂覆不均匀而引起短路的可能性很高。另外，当在堆叠电极时上下电极层稍微有些不匹配叠时，在正极和负极之间可能发生短路。如上所述，已经研究了各种用于减小电池变形、外部冲击或正极与负极之间物理短路的可能性的方法。例如，为了防止由于电极组件的移动而使电极接头与电极组件的上部接触而导致完整的电池中的短路，使用一种将预定尺寸的绝缘带附接到与集流器的上部相邻的电极接头的方法。作为绝缘带，通常使用聚酰亚胺膜，并且通常建议绝缘带的缠绕从集流器的上部进行到略微向下延伸的长度。另外，为了防止展开，通常将带子缠绕约2至3次。然而，绝缘带的缠绕非常复杂，并且当绝缘带从集流器的上部缠绕到稍微向下延伸的长度时，该部分可能导致电极组件的厚度增加。此外，存在如下问题：当电极接头弯曲时，带子易于展开。韩国未审查专利申请公开No.10-2015-0031724公开了一种二次电池。[现有技术文献][专利文献]韩国未审查专利申请公开No.10-2015-0031724
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供一种用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物，其中在绝缘层的形成中可以容易地确定绝缘层的形成和取向位置，并且可以抑制与电极活性材料层交叠的部分中的活性材料层的腐蚀。本专利技术还旨在提供一种使用上述用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物制备锂二次电池的电极的方法。本专利技术还旨在提供一种包括由上述用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物形成的绝缘层的用于锂二次电池的电极。本专利技术还旨在提供一种包括上述用于锂二次电池的电极的锂二次电池。技术方案本专利技术提供了一种用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物，该复合物包括：粘结剂聚合物；着色剂，该着色剂包括选自由有机染料、油溶性染料和有机磷光体构成的组中的至少一种；以及溶剂，并且该复合物的粘度在25℃下为1000cP或更高。另外，本专利技术提供了一种制备用于锂二次电池的电极的方法，该方法包括以下步骤：通过在电极上涂布活性材料浆复合物来形成未干燥的电极活性材料层；通过涂布上述用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物以在部分区域中与未干燥的电极活性材料层交叠，形成未干燥的绝缘层；以及同时干燥未干燥的电极活性材料层和未干燥的绝缘层。另外，本专利技术提供了一种用于锂二次电池的电极，该电极包括：电极集流器；电极活性材料层，该电极活性材料层形成在电极集流器上；以及绝缘层，该绝缘层形成在电极集流器上并在部分区域中与电极活性材料层交叠，其中，在与电极活性材料层交叠的区域中，绝缘层的厚度朝向电极活性材料层逐渐减小，并且绝缘层由用于形成锂二次电池的绝缘层的上述复合物形成。另外，本专利技术提供一种锂二次电池，该锂二次电池包括上述用于锂二次电池的电极。有益效果通过使用诸如有机染料的着色剂，根据本专利技术的用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物可以表现出液体稳定性，并且在形成绝缘层时可以容易地确定绝缘层的取向位置。另外，在根据本专利技术的用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物中，无需使用分散剂就可以容易地溶解着色剂，并且因此，可以容易地调节复合物的粘度。结果，由此形成的绝缘层可以在与电极活性材料层的交叠区域中具有优异的粘合强度并且抑制腐蚀。因此，对于使用形成绝缘层的复合物制备的用于锂二次电池的电极和包括该电极的锂二次电池，由于易于检测绝缘层的形成位置，因此可以容易地评估电池质量，并确保产品的质量和稳定性。附图说明图1是示出在示例1中制备的正极的截面中的绝缘层和正极活性材料层的交叠区域的扫描电子显微镜(SEM)图像。图2是示出在比较例1中制备的正极的截面中的绝缘层和正极活性材料层的交叠区域的SEM图像。图3示出了评估示例1中制备的正极的电解质溶出的实验结果。图4示出了评估示例2中制备的正极的电解质溶出的实验结果。图5是用于确认示例1的用于形成绝缘层的复合物的液体稳定性的图像。图6是用于确认比较例2的用于形成绝缘层的复合物的液体稳定性的图像。图7是用于评估示例1的用于形成绝缘层的复合物的涂覆性的表面检查图像。图8是用于评估示例3的用于形成绝缘层的复合物的涂覆性的表面检查图像。图9是用于评估示例1的用于形成绝缘层的复合物的涂覆性的光学显微镜图像。图10是用于评估示例3的用于形成绝缘层的复合物的涂覆性的光学显微镜图像。具体实施方式在下文中，将进一步详细描述本专利技术以帮助理解本专利技术。在此，说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应解释为限于一般含义或字典含义，而应基于专利技术人为了以最好的方式解释本专利技术而适当定义的术语概念的原理，根据本专利技术的技术思想的含义和概念来解释。说明书中使用的术语仅用于解释具体示例，而不是限制本专利技术。除非在上下文中另外明确指出，否则单数表达包括复数对象。本文使用的术语“包括”和“具有”表示特征、数量、阶段、组件或其组合的存在，并且应当理解，不预先排除存在或增加一种或更多种其它特征、数量、阶段、组成部分或其组合的可能性。...

【技术保护点】
1.一种用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物，所述复合物包括：/n粘结剂聚合物；/n着色剂，该着色剂包括选自由有机染料、油溶性染料和有机磷光体构成的组中的至少一种；以及/n溶剂，/n其中，所述复合物的粘度在25℃下为1000cP或更高。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180201 KR 10-2018-00130091.一种用于形成锂二次电池的绝缘层的复合物，所述复合物包括：
粘结剂聚合物；
着色剂，该着色剂包括选自由有机染料、油溶性染料和有机磷光体构成的组中的至少一种；以及
溶剂，
其中，所述复合物的粘度在25℃下为1000cP或更高。


2.根据权利要求1所述的复合物，其中，所述粘度在25℃下为1000cP至10000cP。


3.根据权利要求1所述的复合物，其中，所述着色剂在所述溶剂中的溶解度在25℃下为300g/L至500g/L。


4.根据权利要求1所述的复合物，其中，相对于100重量份的所述溶剂，所述着色剂的含量为0.01重量份至10重量份。


5.根据权利要求1所述的复合物，其中，所述着色剂还包含金属离子，
所述金属离子与选自由所述有机染料、所述油溶性染料和所述有机磷光体构成的组中的至少一种形成复合盐结构。


6.根据权利要求5所述的复合物，其中，所述金属离子是选自由铜、钴、铬、镍和铁构成的组中的至少一种金属的离子。


7.根据权利要求1所述的复合物，其中，相对于100重量份的所述溶剂，所述粘结剂聚合物的含量为5重量份至15重量份。


8.根据权利要求1所述的复合物，其中，所述用...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴成哲，李应周，郑求胜，郑元喜，柳正宇，金荣宰，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR