包括平行并置的多个集流体的负极以及包含其的二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种包括平行并置的多个集流体的负极，以及包括该负极的二次电池，其中，该负极能够提供高容量的二次电池，同时抑制由于其中采用的含有硅酮成分的活性材料而引起的体积变化。体积变化。体积变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括平行并置的多个集流体的负极以及包含其的二次电池


[0001]本专利技术涉及一种包括彼此平行布置的多个集流体的负极，以及包括该负极的二次电池。
[0002]本申请要求基于2019年11月11日提交的韩国专利申请10
‑
2019
‑
0143778号的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]随着技术发展和对移动设备需求的增加，对二次电池的需求也在快速增长。其中，锂二次电池由于其高能量密度和高工作电压以及优异的储存特性和寿命特性，被广泛用作各种电子产品以及各种移动设备的能源。
[0004]此外，二次电池作为电动车辆、混合动力电动车辆等(已提出将它们作为使用化石燃料的现有汽油车辆和柴油车辆的空气污染的解决方案)的能源已经引起关注。为了用作电动汽车的能源，需要高功率电池。
[0005]正在将这种二次电池开发为一种能够根据消费者的要求实现高电压和高容量的模型。为了实现高容量，在有限的空间内需要对作为二次电池的四大元件的正极材料、负极材料、隔膜和电解液进行优化的工艺。
[0006]通常，实现高容量的最简单方法是在集流体上放置大量电极活性材料，从而制造高负载电极。然而，在这种方法中，如果不能保证一定水平的电极粘附力或导电性，则在电极涂覆、干燥和辊压过程中会发生电极脱离，导致寿命特性降低和输出特性降低，从而导致电池性能和稳定性下降。
[0007]因此，非常需要开发一种能够通过防止输出特性劣化来改善整体电池性能、同时使用少量粘合剂和导电材料就具有高理论容量和足够的电极粘附力的电极。

技术实现思路

[0008][技术问题][0009]本专利技术是鉴于上述问题而专利技术的，本专利技术的目的在于提供一种具有包括彼此平行布置的多个集流体的新结构的负极，以及包括该负极的高容量二次电池。
[0010][技术方案][0011]本专利技术的二次电池用负极包括彼此平行布置的第一至第n集流体(n是2至5的整数)；以及形成在每个集流体的一个或两个表面上的合剂层。具体而言，形成在至少一个集流体上的合剂层包括含有硅成分的活性材料，而形成在另外一个或多个集流体上的合剂层包括含有碳成分的活性材料。此外，第一至第n集流体的一个或多个端部被联结以形成电连接。
[0012]在一个实例中，所述含有硅成分的活性材料含有选自由硅(Si)、硅氧化物(SiOx，0<x≤2)和硅
‑
金属(M)合金组成的组中的一种或多种，并且所述金属(M)包含Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni、Fe、Cr和Ti中的至少一种。
[0013]在另一个实例中，第j集流体(j为1至n的整数)为形成有多个厚度方向贯通孔的金属板的形式。
[0014]在一个实例中，包括第k集流体(k为1至n
‑
1的整数)和形成在第k集流体的一个或两个表面上的第k合剂层的第k负极，和包括第(k+1)集流体和形成在第(k+1)集流体的一个或两个表面上的第(k+1)合剂层的第(k+1)负极，具有在涂覆部区域(在所述集流体上形成有所述合剂层的区域)中彼此不接触的结构。
[0015]在一个具体实例中，在包括含有硅成分的活性材料的合剂层中，基于100重量％的包括含有硅成分的活性材料的合剂层，所述含有硅成分的活性材料的含量为50至100重量％，并且还可以将合剂层制造为仅由硅组成的薄膜层。
[0016]在另一个具体实例中，在包括含有碳成分的活性材料的合剂层中，基于100重量％的包括含有碳成分的活性材料的合剂层，所述含有碳成分的活性材料的含量为90至98重量％。
[0017]在一个实例中，二次电池用负极包括：彼此平行布置的第一和第二集流体；形成在第一集流体的一个或两个表面上的包括含有硅成分的活性材料的第一合剂层；和形成在第二集流体的一个或两个表面上的包括含有碳成分的活性材料的第二合剂层。
[0018]在一个具体实例中，第一集流体为形成有多个厚度方向贯通孔的金属板的形式。
[0019]例如，二次电池用负极包括：彼此平行布置的第一和第二集流体；形成在第一集流体的一个表面上的第一合剂层；和形成在第二集流体的一个表面上的第二合剂层。在此，第一合剂层形成在与第一集流体的面向第二集流体的表面相反的表面上，并且第二合剂层形成在第二集流体的面向第一集流体的表面上。
[0020]在另一个实例中，二次电池用负极包括：彼此平行布置的第一和第二集流体；形成在第一集流体的一个表面上的第一合剂层；和形成在第二集流体的一个表面上的第二合剂层。在此，第一和第二合剂层分别形成在第一和第二集流体的相反表面上。
[0021]在又一个实例中，二次电池用负极包括：彼此平行布置的第一和第二集流体；形成在第一集流体的两个表面上的第一合剂层；和形成在第二集流体的一个表面上的第二合剂层。在此，第二合剂层形成在第二集流体的面向第一集流体的表面上。
[0022]此外，本专利技术提供一种包括上述负极的二次电池。
[0023]在一个实例中，二次电池包括正极、负极和置于所述正极和所述负极之间的隔膜。这里，负极如上所述。
[0024]例如，二次电池是袋型锂二次电池。
[0025][有益效果][0026]本专利技术的二次电池用负极能够提供高容量的二次电池，同时抑制因采用含有硅成分的活性材料而引起的体积变化。
附图说明
[0027]图1至图3是各自示出一个实施方式的二次电池用负极的结构的截面图。
[0028]图4至图6是分别示出用于一个实施方式的二次电池用负极的铜集流体结构的截面图。
[0029]图7是示意性地示出使用一个实施方式的负极的二次电池的结构的截面图。
具体实施方式
[0030]在下文中，将参照附图详细地描述本专利技术。本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应被解释为局限于普通或词典术语，专利技术人可以适当地定义术语的概念以最好地描述其专利技术。术语和词语应被解释为与本专利技术的技术构思一致的含义和概念。
[0031]本专利技术的二次电池用负极包括彼此平行布置的第一至第n集流体(n是2至5的整数)；以及形成在每个集流体的一个或两个表面上的合剂层。形成在至少一个集流体上的合剂层包括含有硅成分的活性材料，而形成在另外一个或多个集流体上的合剂层包括含有碳成分的活性材料。此外，第一至第n集流体的一个或多个端部被联结以形成电连接。
[0032]本专利技术的二次电池用负极的结构包括彼此平行布置的多个集流体以及形成在集流体上的合剂层。此外，形成在集流体上的合剂层包含不同种类的活性材料。具体而言，形成在至少一个集流体上的合剂层包括含有硅成分的活性材料，而形成在另外一个或多个集流体上的合剂层包括含有碳成分的活性材料。
[0033]响应于对二次电池更高容量的需求，正在研究关于使用硅类成分作为负极活性材料的技术。然而，当将硅类成分和碳类成分混合并用作负极活性材料时，硅类成分在充电和放电过程中引起较大的体积变化。这种体积变化具有加速电极劣化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池用负极，所述负极包括：彼此平行设置的第一至第n集流体，其中，n为2至5的整数；和形成在每个集流体的一个或两个表面上的合剂层，其中，形成在至少一个集流体上的合剂层包括含有硅成分的活性材料，其中，形成在另外一个或多个集流体上的合剂层包括含有碳成分的活性材料，并且其中，第一至第n集流体的一个或多个端部被联结以形成电连接。2.如权利要求1所述的负极，其中，所述含有硅成分的活性材料含有选自由硅(Si)、硅氧化物SiOx和硅
‑
金属(M)合金组成的组中的一种或多种，其中0<x≤2，并且所述金属(M)包含Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni、Fe、Cr和Ti中的至少一种。3.如权利要求1所述的负极，其中，第j集流体为形成有多个厚度方向贯通孔的金属板的形式，并且j为1至n的整数。4.如权利要求1所述的负极，其中，包括第k集流体和形成在第k集流体的一个或两个表面上的第k合剂层的第k负极和包括第(k+1)集流体和形成在第(k+1)集流体的一个或两个表面上的第(k+1)合剂层的第(k+1)负极具有在所述集流体上形成所述合剂层的涂覆部区域中彼此不接触的结构，并且其中，k是1至n
‑
1的整数。5.如权利要求1所述的负极，其中，在包括含有硅成分的活性材料的合剂层中，基于100重量％的包括含有硅成分的活性材料的合剂层，所述含有硅成分的活性材料的含量为50重量％至100重量％。6.如权利要求1所述的负极，其中，在包括含有碳成分的活性材料的合剂层中，基于100重量％的包...

【专利技术属性】
技术研发人员：权佑涵，金镒弘，张民哲，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：