导电材料分散体、以及使用该导电材料分散体制造的电极和锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种导电材料分散体，其包括碳基导电材料、主分散剂、辅助分散剂和分散介质，其中所述主分散剂是腈基共聚物，并且所述辅助分散剂是包括氧烷撑单元以及苯乙烯单元和烷撑单元中的至少一种的共聚物。撑单元中的至少一种的共聚物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电材料分散体、以及使用该导电材料分散体制造的电极和锂二次电池


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年5月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2019
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0057722号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
[0003]

[0004]本专利技术涉及一种导电材料分散体，以及使用该分散体制造的电极和锂二次电池。更具体地，本专利技术涉及一种导电材料分散体以及使用该导电材料分散体制造的电极和锂二次电池，其中所述导电材料分散体通过将作为辅助分散剂的包括特定单元的共聚物与作为主分散剂的腈基共聚物一起使用而具有低粘度特性。

技术介绍

[0005]二次电池是一种可以通过将化学能转化为电能的放电过程以及沿其相反方向的充电过程重复地使用的电池。二次电池由正极、负极、电解质和隔板组成，并且一般而言，正极和负极由电极集电器和形成在电极集电器上的电极活性材料层组成。通过将包括电极活性材料、导电材料、粘合剂和类似物的电极浆料组合物施加在电极集电器上，随后干燥，然后辊压，来制备电极活性材料层。
[0006]导电材料用于改善电极活性材料的导电性，并且主要使用诸如炭黑、科琴黑、富勒烯、石墨烯、碳纳米管(Carbon NanoTube,CNT)和类似的微细碳材料作为导电材料。
[0007]然而，由于碳材料的导电材料容易聚集而不均匀地分散在电极浆料组合物中，因此当通过使用该碳材料的导电材料制造电极时，导电材料不能均匀地分布在电极活性材料层中。为了克服这种局限性，最近开发了一种方法，其中首先将导电材料与诸如聚乙烯吡咯烷酮(PolyVinyl Pyrrolidone,以下称为PVP)、丙烯腈
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丁二烯橡胶和类似的分散剂在溶剂中混合以制备导电材料分散体，然后将该导电材料分散体施加至电极浆料组合物。
[0008]然而，由于当导电材料的含量增加时，使用PVP分散剂的导电材料分散体的粘度迅速增加，因此在增加导电材料的含量方面存在限制，因而，在改善导电性方面存在限制。
[0009]同时，为了降低导电材料分散体的粘度，优选使用具有低的重均分子量的分散剂。然而，在丙烯腈
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丁二烯橡胶分散剂的情况下，存在以下问题：当重均分子量降低时，由于凝胶化，导致其存储稳定性迅速降低。
[0010]同时，根据导电材料分散体的固体含量确定正极浆料的固体含量，并且当正极浆料的固体含量高时，具有诸如提高生产率、提高电极干燥效率和粘合剂迁移、提高粘附力和类似的效果。因此，优选增加导电材料分散体的固体含量，但是当固体含量增加时粘度增加，因此，在加工性方面存在问题。
[0011]因此，需要开发一种即使当导电材料含量高时也具有低粘度特性的导电材料分散体。

技术实现思路

[0012]技术问题
[0013]本专利技术的一方面通过将作为辅助分散剂的包括特定单元的共聚物与腈基共聚物分散剂在导电材料分散体中一起使用而提供一种与现有的导电分散体相比具有低粘度特性的导电材料分散体。
[0014]本专利技术的另一方面提供一种使用该导电材料分散体制造的电极和锂二次电池。
[0015]技术方案
[0016]根据本专利技术的一个方面，提供一种导电材料分散体，其包括碳基导电材料、分散剂和分散介质，其中所述分散剂包括主分散剂和辅助分散剂，所述主分散剂是腈基共聚物，并且所述辅助分散剂是包括氧烷撑单元以及苯乙烯单元和烷撑单元中的至少一种的共聚物。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供一种电极，其包括由电极浆料组合物形成的电极活性材料层，所述电极浆料组合物包含电极活性材料、导电材料分散体、粘合剂和溶剂。此时，所述电极可以是正极。
[0018]根据本专利技术的又一方面，提供一种锂二次电池，其包括正极、负极、插置在正极和负极之间的隔板、以及电解质。此时，正极可以是根据本专利技术的电极。
[0019]有益效果
[0020]根据本专利技术的导电材料分散体将腈基共聚物与包括氧烷撑单元和苯乙烯单元和/或烷撑单元的共聚物一起使用，因此，与仅使用腈基共聚物分散剂的导电材料分散体相比具有更低的粘度特性。因此，与现有的导电分散体相比，所述导电材料分散体中的固体含量可增加，结果，当制造电极时，可具有诸如提高生产率、提高电极干燥效率和粘合剂迁移、提高粘附力和类似的效果。
具体实施方式
[0021]将理解的是，在本专利技术的说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应解释为限于具有常用字典中限定的含义。将进一步理解的是，基于专利技术人可适当地定义术语或词语的含义以最佳地解释本专利技术的原则，这些术语或词语应被解释为具有与本专利技术的技术构思和相关技术的背景下的含义相一致的含义。
[0022]在本说明书中，术语“包括”、“包含”或“具有”旨在指定存在所述的特征、数量、步骤、元件、或其组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、元件、或其组合。
[0023]在本说明书中，“比表面积”通过BET法测量，并且具体地，使用BEL Japan Co.的Belsorp
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mino II由液氮温度(77K)下的氮气的吸附量来计算。
[0024]在本说明书中，“重均分子量(Mw)”是指通过凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography:GPC)测量的标准聚苯乙烯的换算值。具体地，重均分子量是使用GPC从在下列条件下测得的值换算而成的值，并且使用安捷伦系统的标准聚苯乙烯制作校准曲线。
[0025]<测量条件>
[0026]测量装置：安捷伦GPC(美国Agulent 1200系列)
[0027]色谱柱：两个PL混合B连接
[0028]洗脱液：四氢呋喃
[0029]流量：1.0m/min
[0030]浓度：～1mg/mL(100μL注射液)
[0031]在下文中，将更详细地描述本专利技术。
[0032]导电材料分散体
[0033]首先，将描述根据本专利技术的导电材料分散体。
[0034]根据本专利技术的导电材料分散体包括碳基导电材料、分散剂和分散介质。此时，所述分散剂包括主分散剂和辅助分散剂，所述主分散剂是腈基共聚物，并且所述辅助分散剂是包括氧烷撑单元以及苯乙烯单元和脂族烃单元中的至少一种的共聚物。
[0035]在下文中，将详细地描述根据本专利技术的导电材料分散体的每种组分。
[0036](1)碳基导电材料
[0037]碳基导电材料用于改善电极的导电性，并且可以使用本领域中通常使用的碳基导电材料，例如，碳纳米管、炭黑或类似者。
[0038]在碳纳米管中，石墨片(graphite sheet)具有纳米级直径的圆柱形状并且具有sp2键合结构，并且根据石墨表面被轧制的角度和结构而表现出导体或半导体特性。根据形成壁的键的数量，碳纳米管可分为单壁碳纳米管(SWCN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】1.一种导电材料分散体，包括：碳基导电材料；分散剂；和分散介质，其中所述分散剂包括主分散剂和辅助分散剂，其中：所述主分散剂是腈基共聚物；并且所述辅助分散剂是包括氧烷撑单元以及苯乙烯单元和烷撑单元中的至少一种的共聚物。2.根据权利要求1所述的导电材料分散体，其中所述辅助分散剂包括9重量％至85重量％的氧烷撑单元。3.根据权利要求1所述的导电材料分散体，其中所述辅助分散剂是重均分子量为800
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50,000g/mol的共聚物。4.根据权利要求1所述的导电材料分散体，其中所述主分散剂和所述辅助分散剂以30:70至90:10的重量比被包括。5.根据权利要求4所述的导电材料分散体，其中所述主分散剂和所述辅助分散剂以60:40至90:10的重量比被包括。6.根据权利要求1所述的导电材料分散体，在所述导电材料分散体中，当所述主分散剂的含量为W1(重量％)，所述辅助分散剂的含量为W2(重量％)，所述碳基导电材料的含量为W3(重量％)，并且所述导电材料的BET比表面积值为A(m2/g)时，满足以下等式(1)：等式(1)：0.07A≤{(W1+W2)/W3}
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100≤0.3A。7.根据权利要求1所述的导电材料分散体，其中所述主分散剂是重均分子量为10,000
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500,000g/mol的腈基共聚物。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东炫，刘兴植，姜成均，权桂缗，崔贤，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：