电极粘合剂的制造方法和包含所述电极粘合剂的电极组件技术

本发明专利技术涉及一种制造电极粘合剂的方法和包含所述电极粘合剂的电极组件，所述方法包括将颗粒化的聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解在溶剂中的步骤。本发明专利技术可以提供一种电极组件，所述电极组件具有低的杂质在粘合剂溶液中的含量，能够提高电极活性材料的分散度，并表现出优异的粘合力。粘合力。粘合力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极粘合剂的制造方法和包含所述电极粘合剂的电极组件


[0001]本专利技术涉及一种制造电极粘合剂的方法和包含通过所述方法制备的粘合剂的电极复合物。
[0002]本申请要求基于2019年7月15日提交的韩国专利申请10
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2019
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0085287号的优先权权益，并且通过引用将所述韩国专利申请的全部内容并入本文中。

技术介绍

[0003]随着对移动装置的技术开发和需求的增加，对二次电池的需求也在急剧增加。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和寿命特性而被广泛用作各种电子制品以及各种移动装置的能量来源。另外，二次电池作为电动车辆、混合动力电动车辆等的能量来源而引起了关注，所述电动车辆、混合动力电动车辆等已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被提出。因此，由于二次电池的优点而导致目前使用二次电池的应用类型非常多样化，并且预期二次电池在将来将应用于许多领域和制品中。
[0004]随着如上所述二次电池的应用领域和制品的多样化，电池的类型也多样化以提供合适的输出和容量。此外，对应用于所述领域和制品的电池强烈要求小型化或轻量化。
[0005]二次电池包含其中隔膜置于包括正极和负极的两个电极之间的结构。所述电极具有其中活性材料分散在粘合剂基质中而得的复合物层涂布在电极集电器上的结构。
[0006]为了同时实现二次电池所需的高输出和小型化，在将电池变薄的同时需要将活性材料均匀分散在电极集电器上的技术。此外，还需要改善粘合剂的粘附性以改善二次电池的安全性。

技术实现思路

[0007][技术问题][0008]为了解决上述问题而完成了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供制造含有聚偏二氟乙烯(PVDF)的电极粘合剂的方法和包含所述电极粘合剂的电极复合物。
[0009][技术方案][0010]根据本专利技术的制造电极粘合剂的方法包括将颗粒化的聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解在溶剂中的步骤。
[0011]根据本专利技术的一个实施方式，所述颗粒化的聚偏二氟乙烯(PVDF)可以呈其中粉末状粒子聚集而成颗粒化的形式，并且所述颗粒的平均直径可以在0.5～5mm的范围内。
[0012]根据本专利技术的一个实施方式，PVDF颗粒的长轴和短轴的长度比可以在20:1～1:1的范围内。
[0013]根据本专利技术的一个实施方式，所述粉末状粒子可以包含如下中的一种以上：重均分子量(Mw)为2.0
×
105～7.5
×
105的第一粉末粒子；和重均分子量(Mw)为7.5
×
105～2.5
×
106的第二粉末粒子。
[0014]根据本专利技术的一个实施方式，所述溶剂可以是具有极性基团的水溶性溶剂。
[0015]具体地，所述溶剂可以为选自由如下组成的组中的至少一种：丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N
‑
甲基
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吡咯烷酮(NMP)、环己烷和水。
[0016]根据本专利技术的一个实施方式，溶解在溶剂中的聚偏二氟乙烯的含量可以在1％～25％(重量/重量)的范围内。
[0017]根据本专利技术的一个实施方式，本专利技术在将颗粒化的聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解在溶剂中的步骤之中或之后，可以还包括添加导电材料的步骤。
[0018]本专利技术还可以提供包含电极粘合剂的电极复合物。
[0019]根据本专利技术的一个实施方式，本专利技术的电极复合物包含：电极集电器；和涂布在所述电极集电器的一个或两个表面上的电极复合物层，所述电极复合物层包含：粒子状活性材料；包含聚偏二氟乙烯(PVDF)的粘合剂；以及导电材料，其中：
[0020]所述电极复合物层中填充有粒子状活性材料，并且活性材料粒子之间的空隙中填充有粘合剂和导电材料，所述空隙具有15％～35％(体积/体积)的孔隙率，并且所述空隙的平均直径为0.01～1mm。
[0021]根据本专利技术的一个实施方式，以所述电极复合物层的截面为基准，所述粒子状活性材料可以包含：平均粒径在5～10μm范围内的第一粒子；和平均粒径在100～200μm范围内的第二粒子，并且由第一粒子和第二粒子所占据的面积之比可以在1:1～10:1的范围内。
[0022]根据本专利技术的一个实施方式，所述电极复合物层的涂膜可以具有50～150μm的平均厚度，并且对于2cm宽和20cm长的试样，电极集电器层与混合有活性材料、导电材料和粘合剂的复合物层之间的粘附力可以为100N/m以上。
[0023]有益效果
[0024]根据本专利技术的制造电极粘合剂的方法能够提供一种电极复合物，所述电极复合物在溶液中的杂质含量低，电极活性材料、粘合剂和导电材料的分散度高，并且粘附力优异。
附图说明
[0025]图1是将其中根据本专利技术的一个实施方式已经完成搅拌过程的粘合剂溶液通过200目过滤器进行过滤之后粘合剂溶液的照片。
[0026]图2是将其中根据本专利技术的一个比较例已经完成搅拌过程的粘合剂溶液通过200目过滤器进行过滤之后粘合剂溶液的照片。
[0027]图3和4显示了根据本专利技术一个实施方式的电极复合物的截面的观察结果。
[0028]图5和6显示根据比较例的电极复合物的截面的观察结果。
具体实施方式
[0029]下文中，将参考附图对本专利技术进行详细描述。在本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普通或词典的术语，并且专利技术人可以适当定义术语的概念以最好地描述其专利技术。术语和词语应解释为与本专利技术的技术思想相一致的含义和概念。
[0030]本专利技术提供一种聚偏二氟乙烯(PVDF)类电极粘合剂及其制造方法。具体地，通过将颗粒化的聚偏二氟乙烯溶解在溶剂中来制备根据本专利技术的电极粘合剂。
[0031]聚偏二氟乙烯被用作二次电池用电极粘合剂，但存在的问题在于在溶剂中的溶解
性差。在溶剂中的溶解性降低增加了粘合剂成分的杂质含量，并且当与活性材料混合时成为抑制活性材料均匀分散的原因。具体地，粉末形式的聚偏二氟乙烯由于堆积密度小且溶剂润湿性差，具有溶解速度慢的问题。此外，添加的聚偏二氟乙烯大量漂浮在溶剂的上层并且在搅拌期间几乎不会接收到施加至溶剂的剪切应力。
[0032]在本专利技术中，将粉末状聚偏二氟乙烯颗粒化并溶解在溶剂中，从而提高了在溶剂中的溶解和分散性。所述颗粒化的聚偏二氟乙烯呈其中粉末状粒子团聚并颗粒化的形式。所述颗粒的平均直径能够控制在0.5～5mm的范围内。具体地，所述颗粒的平均直径在0.5～4mm、0.5～2.5mm、1～3.5mm、2～4.5mm、3.5～5mm或1～3mm的范围内。通过将颗粒的平均直径控制在上述范围内，提供了足够的堆积密度并防止了漂浮物的形成。当颗粒的平均直径过大时，每单位重量的表面积减小，从而溶解性可能降低。
[0033]在另一个实例中，本专利技术包括对具有不同平均粒径的两个以上的颗粒组进行混合并使用的情况。例如，所述颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造电极粘合剂的方法，所述方法包括：将颗粒化的聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解在溶剂中的步骤。2.如权利要求1所述的方法，其中所述颗粒化的聚偏二氟乙烯(PVDF)呈其中粉末状粒子聚集而成颗粒化的形式，并且其中所述颗粒的平均直径为0.5～5mm的范围。3.如权利要求1所述的方法，其中PVDF颗粒的长轴和短轴的长度比在20:1～1:1的范围内。4.如权利要求2所述的方法，其中所述粉末状粒子包含如下中的至少一种：重均分子量(Mw)为2.0
×
105～7.5
×
105的第一粉末粒子；和重均分子量(Mw)为7.5
×
105～2.5
×
106的第二粉末粒子。5.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂是具有极性基团的水溶性溶剂。6.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂为选自由如下组成的组中的至少一种：丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N
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甲基
‑2‑
吡咯烷酮(NMP)、环己烷和水。7.如权利要求1所述的方法，其中溶解在溶剂中的聚偏二氟乙烯的含量在1％～25％(重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张星根，金佑河，崔相勋，金仁成，尹星弼，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：