制造具有改善的电阻的二次电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用包含丁二腈的电极浆料来制造电极，从而制造具有改善的电阻的二次电池的方法，通过该方法，与现有技术相比，在层压电极与隔板的工序中，即使无需高压力处理，也实现了改善电极和隔板之间的粘附力的效果。除此之外，电极中的丁二腈溶解在电解质中，因此实现了改善电池电阻的效果。此实现了改善电池电阻的效果。此实现了改善电池电阻的效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造具有改善的电阻的二次电池的方法


[0001]本申请要求2020年5月6日递交的韩国专利申请第10
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2020
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0054039号的优先权权益，并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
[0002]本专利技术涉及一种在制造锂二次电池时利用包含丁二腈的电极浆料来制造具有改善的电阻的二次电池的方法。

技术介绍

[0003]随着技术进步以及对于移动装置的需求的增加，对于二次电池的需求也正迅速地增加。在二次电池之中，锂二次电池因其高能量密度和高操作电压以及优异的存储和寿命特性而被广泛地用作各种电子产品以及各种移动装置的能源。
[0004]二次电池根据电池壳体的形状而被分为硬币型电池、圆柱形电池、棱柱形电池和袋型电池。在二次电池中，安装在电池壳体内部的电极组件是具有电极和隔板的堆叠结构的能够充电和放电的电力生成元件。
[0005]电极组件可被分为果冻卷(Jellyroll)型，其将涂布有活性材料的片型正极和负极以及插置在它们之间的隔板进行卷绕；堆叠型，其将多个正极和负极以及插置在它们之间的隔板进行顺序地堆叠；和堆叠/折叠型，其用长隔离膜将堆叠型单元电池进行卷绕。
[0006]其中，在具有堆叠型或堆叠/折叠型结构的电池的情况下，在电池制造期间将电极和隔板粘合的层压(Lamination)工序是必要的。层压工序是附接电极和隔板的工序，并且在组装电池时，如果电极和隔板分离，则产量和可加工性能非常差。除此之外，无法在没有层压工序的情况下组装堆叠或堆叠/折叠的电池。
[0007]常规来说，对于层压工序，粘合剂层形成在隔板的表面上，在此之后，电极和隔板在高温和高压条件下进行粘合。然而，在这一工序期间，发生了对隔板的损害，并且用作黏胶的粘合剂保持熔化，在电池中充当电阻，由此劣化电池性能。
[0008]特别是，在负极的情况下，由于用于电极中的粘合剂的成分与隔板粘合剂的成分不同，因而即使在层压工序之后它们也没有很好地粘合。因此，在层压时更大的压力是必要的。此时，正极的电阻因强压力而增加。
[0009]具体而言，在层压工序中，电极以正极/隔板/负极的顺序进行层压，然后将热量和压力施加至层压的电极(层压单元)。正因如此，相同的热量和压力被施加至正极和负极。在正极的情况下，电极中的粘合剂材料是PVDF，其与隔板中使用的粘合剂相同。正因如此，粘附力在低温/低压力下得到充分确保。然而，在负极的情况下，CMC和SBR被用作粘合剂，因此与隔板的粘附力低。因此，为了确保负极的粘附力，施加高温和高压力是必要的，并因此，由于对于正极过度执行了层压工序，因而正极和隔板之间的界面处的粘合剂熔化，由此充当该界面上的电阻。进一步地，由于正极和负极之间的隔板的孔因过度的压力而减少，因而电阻增加。
[0010]因此，需要一种制造二次电池的方法，该方法能在层压工序期间防止因高温和高压力所致的隔板的损害和正极电阻的增加。

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]已创造本专利技术以解决以上问题，并且本专利技术涉及一种制造二次电池的方法，该方法可在层压工序期间改善负极和隔板之间的粘附力、将由高压力导致的对隔板和正极的损害最小化、并改善电池电阻。
[0013]技术方案
[0014]根据本专利技术的制造具有改善的电阻的二次电池的方法包括：制备包括溶剂和含丁二腈的电极混合物在内的电极浆料的步骤(S1)；通过将所述电极浆料涂布至集电器并干燥所述电极浆料来制备电极的步骤(S2)；通过交替层压所述电极和隔板来制备电极组件的步骤(S3)；加热并压制所述电极组件的层压步骤(S4)；和将层压的所述电极组件容纳在电池壳体中并注入电解质溶液的步骤(S5)。
[0015]在一个示例中，所述丁二腈的含量是基于所述电极混合物的总重量的5重量％至40重量％。
[0016]在另一示例中，制备所述电极浆料的步骤(S1)包括：将所述丁二腈均匀分散在所述电极浆料中的步骤。
[0017]在一个示例中，制备所述电极的步骤(S2)包括：将所述电极浆料施加至所述集电器的一个表面或相反表面上的步骤；和干燥已施加有所述电极浆料的电极的步骤。
[0018]在一个具体示例中，在干燥所述电极浆料的步骤中，所述丁二腈的分布发生重新布置，使得远离所述集电器的电极表面层的所述丁二腈的含量变得大于接近所述集电器的电极内层的所述丁二腈的含量。
[0019]进一步地，在干燥所述电极浆料的步骤中，所述丁二腈位于所述电极的上部或表面上。所述上部意即位于远离所述集电器的方向上的所述电极的端部区域，所述表面意即接触所述隔板而非所述集电器的一个表面。
[0020]在另一示例中，制备所述电极的步骤(S2)包括：通过将已施加有所述电极浆料的电极冷却至室温而使液体丁二腈固化的步骤。
[0021]在一个示例中，加热并压制所述电极组件的层压步骤(S4)包括：将所述电极组件加热至所述丁二腈的熔点或更高的温度的步骤。
[0022]具体而言，所述电极组件的加热温度是57℃或更高，所述电极组件以30kgf/cm或更小的压力进行压制。
[0023]此时，所述丁二腈充当所述电极和所述隔板之间的粘合剂。
[0024]在另一示例中，在将层压的所述电极组件容纳在电池壳体中并注入电解质溶液的步骤(S5)中，所述电极中的丁二腈被洗脱至所述电解质溶液中。
[0025]有益效果
[0026]由于根据本专利技术的制造二次电池的方法在层压工序中无需如在现有技术中一样的高压力处理，因而可将对隔板和电极的损害最小化，并且可减少加工成本。
[0027]进一步地，由于位于电极表面上的丁二腈充当电极和隔板之间的黏胶，因而可改善电极和隔板之间的粘附力。
[0028]进一步地，由于电极中的丁二腈溶解在电解质溶液中，因而在电极上和在电极与隔板之间的界面上没有电阻元件。正因如此，可减少电池电阻，这是有利之处。
附图说明
[0029]图1是示出常规二次电池制造方法的示意性图示。
[0030]图2是图解根据本专利技术的制造二次电池的方法的流程图。
[0031]图3是示出根据本专利技术一个实施方式的制造二次电池的方法的示意性图示。
具体实施方式
[0032]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书中使用的术语和词语不应当被解释为受限于普通或词典术语，而是专利技术人为了最佳描述其专利技术可适当定义术语的概念。这些术语和词语应当被解释为与本专利技术的技术构思相一致的含义和概念。
[0033]图1是示出常规二次电池制造方法的示意性图示。
[0034]参照图1，在构成现有二次电池的电池中，粘合剂涂层20设置在电池中的隔板100的相反表面上。第一电极200和第二电极300交替设置在粘合剂涂层20的每一侧，由此制造电极组件。在此之后，如图1(a)中所示，在高温/高压力的条件下对堆叠的电极组件的相反侧执行层压工序。在此之后，如图1(b)中所示，将电极组件容纳在电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造二次电池的方法，包括：制备包括溶剂和含丁二腈的电极混合物在内的电极浆料的步骤(S1)；通过将所述电极浆料涂布至集电器并干燥所述电极浆料来制备电极的步骤(S2)；通过交替层压所述电极和隔板来制备电极组件的步骤(S3)；加热并压制所述电极组件的层压步骤(S4)；和将层压的所述电极组件容纳在电池壳体中并注入电解质溶液的步骤(S5)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述丁二腈的含量是基于所述电极混合物的总重量的0.1重量％至5重量％。3.根据权利要求1所述的方法，其中制备所述电极浆料的步骤(S1)包括：将所述丁二腈均匀分散在所述电极浆料中的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其中制备所述电极的步骤(S2)包括：将所述电极浆料施加至所述集电器的一个表面或相反表面上的步骤；和干燥已施加有所述电极浆料的电极的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中在干燥所述电极浆料的步骤中，所述丁二腈的分布发生重新布置，使得远离所述集电...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳志勳，金炫民，韩松怡，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：