锂二次电池用电极和包含该电极的锂二次电池制造技术

本公开涉及一种锂二次电池用电极，其包括：电极集流体；设置在所述电极集流体的至少一个表面上并包含粘合剂和导电材料的底涂层；以及设置在所述底涂层上的电极活性材料层，其中所述粘合剂包含聚(偏二氟乙烯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池用电极和包含该电极的锂二次电池


[0001]本申请要求2018年8月8日在韩国递交的10-2018-0092536号韩国专利申请的优先权。本公开涉及锂二次电池用电极和包含该电极的锂二次电池。更具体地，本公开涉及可提供改善的钉刺安全性的锂二次电池用电极和包含该电极的锂二次电池。

技术介绍

[0002]最近开发的车辆用锂二次电池需要具有高能量密度和高输出。然而，锂二次电池朝高能量密度和输出的发展导致电池安全性下降。另外，随着对锂二次电池的需求日益增加，对安全性的需求已显著提高。特别地，当电池组因外部冲击或外观变形而被穿透时，会发生诸如车辆等手动装置的爆炸。因此，在车辆用锂二次电池的安全性评价项目中，穿透安全性被认为是重要的项目，并且进行了很多尝试以改善这一点。
[0003]特别地，已知钉刺造成的爆炸是由于局部IR加热造成的，而局部IR加热的原因在于钉子与电极集流体之间的接触或电极活性材料层与电极集流体之间的接触所引起的短路电流。
[0004]为了解决与这种钉刺安全性有关的问题，重要的是增加电极活性材料层与电极集流体之间的界面电阻。这是因为由于钉刺引起的短路导致高速率电流流过，并且此时电子从电极活性材料传输到电极集流体和钉子。在这种情况下，当电阻增加时，钉刺的短路电流减小，因此可以减少IR加热。

技术实现思路

[0005][技术问题][0006]本公开设计用于解决相关领域的问题，因此本公开旨在提供可提供改善的钉刺安全性的锂二次电池用电极和包含该电极的锂二次电池。
[0007][技术方案][0008]根据本公开的第一实施方式，提供了一种锂二次电池用电极，其包括：电极集流体；设置在所述电极集流体的至少一个表面上并包含粘合剂和导电材料的底涂层；以及设置在所述底涂层上的电极活性材料层，其中所述粘合剂包含聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)(PVDF-HFP)，其含有偏二氟乙烯(VDF)来源的重复单元和六氟丙烯(HFP)来源的重复单元，所述PVDF-HFP中的HFP来源的重复单元的含量为2重量％至13重量％，并且所述底涂层的厚度为0.8μm至5μm。
[0009]根据本公开的第二实施方式，提供了如第一实施方式所述的锂二次电池用电极，其中基于100重量份的所述导电材料，所述底涂层包含的所述粘合剂的量为10重量份至80重量份。
[0010]根据本公开的第三实施方式，提供了如第二实施方式所述的锂二次电池用电极，其中基于100重量份的所述导电材料，所述底涂层包含的所述粘合剂的量为35重量份至65重量份。
[0011]根据本公开的第四实施方式，提供了如第一至第三实施方式中任一项所述的锂二次电池用电极，其中PVDF-HFP聚合物中的HFP来源的重复单元的含量为3重量％至10重量％。
[0012]根据本公开的第五实施方式，提供了如第一至第四实施方式中任一项所述的锂二次电池用电极，其中所述底涂层的厚度为1μm至2μm。
[0013]根据本公开的第六实施方式，提供了如第一至第五实施方式中任一项所述的锂二次电池用电极，其中所述底涂层的厚度为所述电极活性材料层的厚度的0.01倍至0.05倍。
[0014]根据本公开的第七实施方式，提供了如第六实施方式所述的锂二次电池用电极，其中所述底涂层的厚度为所述电极活性材料层的厚度的0.01倍至0.03倍。
[0015]根据本公开的第八实施方式，提供了如第一至第七实施方式中任一项所述的锂二次电池用电极，其中基于100重量％的所述粘合剂，所述粘合剂包含的PVDF-HFP的量为50重量％以上。
[0016]根据本公开的第九实施方式，提供了如第一至第七实施方式中任一项所述的锂二次电池用电极，其中所述电极活性材料层包含电极粘合剂，基于100重量％的所述电极粘合剂，PVDF-HFP的用量为5重量％以下。
[0017]在本公开的另一方面，提供了一种锂二次电池，其包括正极、负极以及介于所述正极和所述负极之间的隔膜，其中所述正极或所述负极是第一至第九实施方式中任一项所述的电极。
[0018][有利效果][0019]本公开的实施方式的锂二次电池用电极包括介于电极集流体和电极活性材料层之间的包含作为粘合剂的PVDF-HFP和导电材料的底涂层，因此可增加电极集流体和电极活性材料层之间的界面电阻，即时发生钉刺时也会减少流经钉子的短路电流的量，由此可最终提高电池的安全性。
[0020]另外，PVDF-HFP中所含的HFP可提高粘合剂的热安全性，因此可降低由于IR加热引起的电池内的温度。
附图说明
[0021]附图示出了本公开的优选实施方式，并且附图与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。
[0022]图1是示出本公开的一个实施方式的锂二次电池用电极结构的示意图。
具体实施方式
[0023]在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应该理解的是，基于允许专利技术人为最佳解释而适当定义术语的原则，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限制于一般含义和词典含义，而应基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解读。
[0024]因此，本文提出的描述仅是出于说明目的的优选实例，而无意于限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其他等同替换和修改。
[0025]在本公开的一个方面，提供了锂二次电池用负极100，如图1所示。锂二次电池用负
极100包括：电极集流体10；设置在电极集流体的至少一个表面上且含有粘合剂和导电材料的底涂层20；以及设置在底涂层上的电极活性材料层30。
[0026]根据本公开的一个实施方式，电极集流体10没有具体限制，只要其具有导电性同时不在电池中引起任何化学变化即可。例如，可使用的电极集流体包括铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧制碳，用碳、镍、钛、银等表面处理过的铜或不锈钢，或铝镉合金等。
[0027]电极集流体的厚度没有具体限制，但可以如本领域中常规应用的那样为3μm至500μm。
[0028]根据本公开的一个实施方式，底涂层20可包含聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)(PVDF-HFP)作为粘合剂，其含有偏二氟乙烯(VDF)来源的重复单元和六氟丙烯(HFP)来源的重复单元。根据本公开的一个实施方式，基于100重量％的该粘合剂，PVDF-HFP的含量可以为50重量％以上、80重量％以上、90重量％以上或99重量％以上。
[0029]PVDF-HFP中含有的HFP特征性地显示出对有机电解液的吸收性的增加，因此可以根据HFP的含量来控制PVDF-HFP粘合剂的溶胀度。换言之，随着HFP含量增加，PVDF-HFP粘合剂的溶胀也增加。
[0030]当使用PVDF-HFP作为电极活性材料层中含有的粘合剂时，循环特性可能变差，并且电池的溶胀可能变差，从而造成电池性能降低。相反，在本专利技术中，作为粘合剂的PVDF-HFP被包含在底涂层而非电极活性材料层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂二次电池用电极，其包括：电极集流体；设置在所述电极集流体的至少一个表面上并包含粘合剂和导电材料的底涂层；以及设置在所述底涂层上的电极活性材料层，其中，所述粘合剂包含聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)(PVDF-HFP)，所述PVDF-HFP含有偏二氟乙烯(VDF)来源的重复单元和六氟丙烯(HFP)来源的重复单元，PVDF-HFP中的HFP来源的重复单元的含量为2重量％至13重量％，并且所述底涂层的厚度为0.8μm至5μm。2.如权利要求1所述的锂二次电池用电极，其中，基于100重量份的所述导电材料，所述底涂层包含的所述粘合剂的量为10重量份至80重量份。3.如权利要求2所述的锂二次电池用电极，其中，基于100重量份的所述导电材料，所述底涂层包含的所述粘合剂的量为35重量份至65重量份。4.如权利要求1所述的锂二次电池用电极，其中，PVDF-HFP聚合物中的HFP来源...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴峻秀，郑凡永，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：