制备正极的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备正极的方法，所述方法包括：通过在干燥气氛中混合锂盐和用于固体电解质的聚合物来形成固体电解质；在干燥气氛中将导电剂和正极活性材料加入至所述固体电解质之后通过搅拌来形成干质混合物；以及在用所述干质混合物涂布集电器之后进行压制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备正极的方法
相关申请的交叉引用本申请主张于2018年3月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0029934号的权益，通过引用将其公开内容作为整体并入本文。
本专利技术涉及一种制备正极的方法，其中所述制备正极的方法可具体地包括：通过在干燥气氛中混合锂盐和用于固体电解质的聚合物来形成固体电解质；在干燥气氛中将导电剂和正极活性材料加入至所述固体电解质之后通过搅拌来形成干质混合物；以及在用所述干质混合物涂布集电器之后进行压制。
技术介绍
因化石燃料的使用快速增加，对于使用替代能源或者清洁能源的需求增加，作为这一趋势的一部分，使用电化学反应的电力生成和电能存储是最积极研究的领域。目前，使用电化学能的电化学装置的典型实例可以是二次电池，并且存在着其使用领域正在不断扩大的趋势。近年来，随着对于诸如便携式计算机、移动电话以及摄像机之类的便携式装置的技术发展和需求增加，对于二次电池作为能源的需求也显著增加。在这些二次电池之中，具有高能量密度即高容量的锂二次电池已进行了大量研究，并且已被商业化并广泛使用。一般而言，二次电池由正极、负极、电解质和隔板构成。在它们之中，正极可包括正极活性材料和导电剂。导电剂可通过增加正极的电导率来发挥降低电阻的作用。具有高能量密度的有机电解质溶液已被用作电解质，但是，由于有机电解质溶液的初始稳定性存在问题，因而取代有机电解质溶液的固体电解质已受到关注。固体电解质以溶液状态加入至电极浆料，从而当电极浆料干燥时，固体电解质可被包含在电极、特别是活性材料层中。然而，在使用溶剂并且固体电解质与溶剂混合以便以溶液状态加入至电极浆料(湿法)的情况下，电极浆料的固含量减小。此外，在电极浆料的干燥期间为了生产率而期望提高干燥温度，但是，当在高温下执行干燥时，由于会发生固体电解质结晶并且预料之外的空隙形成在活性材料层中，存在机械稳定性和能量密度降低的局限。而且，制备的电极中包括的活性材料层的孔隙度必须小，以便增加能量密度，但是，在固体电解质通过使用溶剂而被包括在电极浆料中的情况下，存在仅通过常规的压制工艺可能无法将孔隙度降低至预定水平或更低水平的局限。一般而言，当制备包括固体电解质的用于形成电极的组合物时，通过使用单独的溶剂以浆料状态制备该组合物。然而，由于存在溶剂，因而在浆料干燥工艺中活性材料层的厚度过度减小，而且难以制备具有均匀厚度的活性材料层。此外，由于考虑到适合于电极制备工艺的粘度，增加浆料的固含量至预定水平或者更高水平非常困难，因而生产率可能降低。因此，需要一种新的制备电极的方法，其可解决使用溶剂带来的上述局限。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供一种由于制备正极的浆料包括固体电解质但不包括溶剂而可改善生产率和安全性的制备正极的方法。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种制备正极的方法，所述方法包括：通过在干燥气氛中混合锂盐和用于固体电解质的聚合物来形成固体电解质；在干燥气氛中将导电剂和正极活性材料加入至所述固体电解质之后通过搅拌来形成干质混合物；以及在用所述干质混合物涂布集电器之后进行压制。有益效果根据如本专利技术一个实施方式的制备正极的方法，由于将固体状态而非溶液状态的固体电解质与正极活性材料和导电剂混合以形成干质混合物，并在此之后未将单独的溶剂加入至干质混合物，因而可在干燥气氛中(无溶剂状态)制备正极。因此，由于制备的正极的孔隙度低，因而可改善正极的能量密度。此外，由于可以不使用在固含量方面具有局限的正极浆料，而且在制备工艺期间单独的干燥工序并非必须，因而改善了生产率，并且，由于未使用毒性溶剂，因而可改善加工安全性。具体实施方式在下文中，将更详细地描述本专利技术以便可以更清楚地理解本专利技术。要理解的是，说明书和权利要求书中使用的词语或者术语不应被解释为在通常使用的词典中限定的含义，而且还要理解的是，这些词语或者术语应当基于专利技术人可合适地限定词语或者术语的含义以最佳解释本专利技术的原则而被解释为具有与它们在现有技术的语境和本专利技术的技术构思中的含义相一致的含义。本说明书中使用的术语仅用于描述示例性实施方式，而非意在限制本专利技术。除非相反地指出，否则单数形式的术语可包括复数形式。还要理解的是，本说明书中的术语“包含”、“包括”或者“具有”明确了指定的特征、数量、步骤、元件或者它们的组合的存在，但并未排除一个或多个其他特征、数量、步骤、元件或者它们的组合的存在。在本说明书中，表述“平均粒径(D50)”表示在颗粒尺寸分布曲线中在50％累积体积处的粒径，例如，平均粒径(D50)可通过激光衍射法(laserdiffractionmethod)来测量。激光衍射法通常可测量从亚微米(submicron)级别至数毫米范围内的粒径，并且可获得高度可重复和高分辨率的结果。在本说明书中，表述“干燥气氛”表示未使用溶剂的工艺气氛，并具体表示在制备正极期间未使用溶剂。根据本专利技术实施方式的制备正极的方法可包括：通过在干燥气氛中混合锂盐和用于固体电解质的聚合物来形成固体电解质；在干燥气氛中将导电剂和正极活性材料加入至所述固体电解质之后通过搅拌来形成干质混合物；以及在用所述干质混合物涂布集电器之后进行压制。在形成固体电解质时，由于锂离子可从锂盐中解离，因而锂离子可以是在随后制备的正极中离子导电的媒介。在形成固体电解质时，用于固体电解质的聚合物和锂盐可在干燥气氛中混合。即，用于固体电解质的聚合物和锂盐可在未使用溶剂的状态下混合。用于固体电解质的聚合物与正极活性材料和导电剂凝聚以有助于形成颗粒(granule)。所述用于固体电解质的聚合物可包括选自由聚环氧乙烷(polyethyleneoxide：PEO)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose：CMC)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride：PVdF)和丁苯橡胶(styrene-butadienerubber：SBR)组成的群组中的至少一者，并且可具体地是聚环氧乙烷。在使用上述的用于固体电解质的聚合物的情况下，可易于形成颗粒(granule)。此外，由于形成的颗粒的尺寸可受控至合适的水平，因而正极活性材料层的负载量和厚度可以均匀。用于固体电解质的聚合物可具有10,000g/mol至1,000,000g/mol、特别是20,000g/mol至500,000g/mol、且更特别是30,000g/mol至200,000g/mol的重均分子量。在用于固体电解质的聚合物的重均分子量满足以上范围的情况下，由于用于固体电解质的聚合物可与正极活性材料和导电剂凝聚以易于形成颗粒(granule)，因而可减少非凝聚的组分。因此，正极活性材料层的负载量和厚度可以均匀。所述锂盐可包括选自由双(三氟甲磺酰)亚胺锂(Lithiumbis(trifluoromethanesulfonyl)imi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备正极的方法，所述方法包括：/n通过在干燥气氛中混合锂盐和用于固体电解质的聚合物来形成固体电解质；/n在干燥气氛中将导电剂和正极活性材料加入至所述固体电解质之后通过搅拌来形成干质混合物；以及/n在用所述干质混合物涂布集电器之后进行压制。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180314 KR 10-2018-00299341.一种制备正极的方法，所述方法包括：
通过在干燥气氛中混合锂盐和用于固体电解质的聚合物来形成固体电解质；
在干燥气氛中将导电剂和正极活性材料加入至所述固体电解质之后通过搅拌来形成干质混合物；以及
在用所述干质混合物涂布集电器之后进行压制。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述用于固体电解质的聚合物包括选自由聚环氧乙烷、聚丙烯腈、羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯和丁苯橡胶组成的群组中的至少一者。


3.如权利要求1所述的方法，其中所述锂盐包括选自由双(三氟甲磺酰)亚胺锂、六氟磷酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、四氟硼酸锂和高氯酸锂组成的群组中的至少一者。


4.如权利要求1所述的方法，其中，在所述固...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘昌完，金奇泰，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